Desenvolvimento de um Sistema de Medição Desenvolvimento de um Sistema de Medição da Variação Angular do Pedal e Pé-de-velada Variação Angular do Pedal e Pé-de-vela

Iuri Schroeder1,2, Flávia Porto1, Jonas Gurgel1,2, Thais Russomano1, Luciano Castro2, Leonardo Piccoli1, Felipe P.Falcão1, Fabiano Gonçalves1,2

1 Núcleo de Pesquisa em Biomecânica Aeroespacial – NUBA/ Laboratório de Microgravidade/ IPCT/ PUCRS2 Laboratório de Pesquisa em Atividade Física/ FEFID/ PUCRS

INTRODUÇÃOA mensuração dos ângulos do pedal

e do pé-de-vela é uma das problemáticas relacionadas à biomecânica do ciclismo. O sistemas de medição baseados em “encoders” apresentam custo mais elevado comparados aos de potenciômetros. Entretanto, os potenciômetros apresentam restrição quanto ao ponto morto. A cinemetria baseada em vídeo proporciona limitações quanto ao custo, à freqüência de aquisição de imagens e a situações “in situ”.

OBJETIVO Apresentar uma resolução satisfatória a um custo acessível que possibilite a análise do gesto motor da pedalada em ambiente laboratorial e em situações reais.

METODOLOGIAMATERIAL 2 potenciômetros estéreis de 10kΩ. Placa de material plástico de alta durabilidade. 2 engrenagens (diâmetros: 71mm; 32,7mm). Polia de poliacetal com sulco circundante (diâmetro: 11,8mm).Eletrogoniômetro baseado em potenciômetro rotacional para uso na articulação do joelho.

CONTATOLaboratório de Microgravidade

Núcleo de Pesquisa em Biomecânica Aeroespacial

Tel.: (51) 3320 – 3565/ Ramal 4402

http://www.ipct.pucrs.br/microg/nuba/indexport.html

microg.nuba@pucrs.br

Figura 1: Vista explodida do sistema de engrenagens do pé-de-vela; estrutura e sistema

de polia do pedal.

PROCEDIMENTOS: Os potenciômetros estéreis foram colocados de maneira que cada resistência interna ficasse com uma defasagem de 180°, uma em relação a outra. Desenvolvimento de software para utilização da parte linear de cada potenciômetro a fim de montar um instrumento capaz de medir toda a variação angular sem o problema do ponto morto. Dois sistemas DataQ® DI-194 com 10 bits de resolução e uma taxa de aquisição de 240Hz. Placa CIO-DAS08, com 12 bits de resolução e a 1000Hz, para a aquisição dos canais de forças e momentos do pedal. Processamento de sinais: Software WindataQ®, SAD2. Determinação do nível de corte através de software em linguagem C. Habilitação de marcador (“flag”) para alternância dos canais dos potenciômetros soma dos dois canais do potenciômetro estéril, já devidamente filtrados, e multiplicados pelo valor de redução montagem da variação angular do pé-de-vela e redução a zero da contagem até o valor chegar a 360°. Calibração do eletrogoniômetro: método do ângulo relativo. Coleta referente às forças e momentos realizada antes do posicionamento do indivíduo no equipamento (cálculo do zero) e após o término do teste (garantia de medições). Subtração dos valores de zero pelos sinais coletados. Filtragem: filtro média móvel ponderada com freqüência de corte igual a 10Hz. Sincronismo dos arquivos, interpolação entre os dados coletados com os sistemas DataQ e SAD Cálculo dos ângulos.

RESULTADOS O comportamento da variação angular do pé-de-vela no tempo se deu de maneira linear, apresentando resolução superior que muitos sistemas relatados na literatura. O software desenvolvido mostrou-se eficiente no tratamento dos dados, exigindo poucos recursos de hardware e um tempo de processamento relativamente baixo.

O método utilizado apresentou um custo extremamente reduzido. A variação relativa do ângulo do pedal apresentou um comportamento similar ao apresentado na literatura. Os sistemas de polia, correia e de engrenagens se mostraram eficientes e, aparentemente, não apresentaram folgas, sendo um sistema de fácil adaptação em qualquer bicicleta, não requerendo alterações estruturais significativas, como pode ser observado nos gráficos 1 a 3.

CONCLUSÃO Os instrumentos desenvolvidos e a metodologia empregada apresentaram resultados satisfatórios e relação custo-benefício ótima.

Figura 2: Sistema de verificação do ângulo do pedal.

Gráfico 1: Dados processados pé-de-vela X tempo.

Gráfico 2: Dados processados pedal X tempo.

Gráfico 3: Dados processados pedal X pé-de-vela.