DESIGN DE SISTEMA MOTOR-FREIO ELETROMAGNÉTICO PARA ARTICULAÇÃO DE JOELHO VOLTADA A APLICAÇÃO EM ÓRTESE HÍBRIDA DE MEMBROS INFERIORES

Introdução: O presente trabalho teve como foco o desenvolvimento de um sistema de articulação de joelho para órtese híbrida modular de membros inferiores, integrando motor elétrico e freio eletromagnético para permitir o acoplamento e desacoplamento controlado do sistema motorizado, possibilitando suporte funcional a indivíduos paraplégicos pós-lesão medular. A proposta buscou solucionar a limitação de sistemas híbridos atuais, que apresentam dificuldades na alternância entre modos motorizado e de estimulação elétrica funcional (FES) sem comprometer a estabilidade e o conforto do usuário. Objetivos: O objetivo principal foi projetar e validar, em nível de componentes e simulação, a viabilidade dessa integração, atendendo a requisitos de torque, precisão e modularidade. Materiais e método: A metodologia foi conduzida no Laboratório de Engenharia de Reabilitação (LER) da PUCPR, englobando levantamento técnico e caracterização de motores, redutores e freios; análise de modos de acoplamento; desenho técnico no SolidWorks; instalação e testes de sensores de feedback angular; e simulações virtuais de desempenho. O freio eletromagnético adotado foi customizado a partir de um motor de arranque automotivo, devido à ausência de modelos comerciais compatíveis, exigindo medições manuais e uso de um modelo genérico para simulação. A modelagem integral da órtese não foi possível, pois a estrutura base disponível era antiga, não funcional e sem documentação técnica, restringindo a simulação a subconjuntos mecânicos. Resultados: Os resultados indicaram que os motores Bosch CEP F006WM0 e Maxon EC 90 Flat, acoplados ao redutor GP 52 C, atendem aos requisitos de torque e precisão para a aplicação, e que o conceito de acoplamento e desacoplamento por freio eletromagnético é viável, embora ainda demande validação completa em protótipo funcional. O trabalho também identificou desafios, como a necessidade de freios com parâmetros técnicos conhecidos, melhorias no sistema de sensoriamento e desenvolvimento de uma nova estrutura de órtese otimizada para integração híbrida. Considerações finais: Conclui-se que, embora o protótipo final não tenha sido construído nesta fase, os avanços obtidos constituem uma base sólida para a próxima etapa, permitindo a evolução para um dispositivo funcional, seguro e de alto desempenho, com potencial de impacto significativo na reabilitação e autonomia de pessoas com lesão medular.

Palavras-chave: Órtese híbrida; Motor elétrico; Freio eletromagnético; SolidWorks; Reabilitação motora.