trabalho metodologia v2.5

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

CAMPUS CURITIBA

DEPARTAMENTO DE MECÂNICA

METODOLOGIA DE PROJETO DE PRODUTOS INDUSTRIAIS

EQUIPE B

DANIEL BUCH

ISABELLI VERTUAN

MARCUS VINICIUS PAES

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO E PROTÓTIPO

DE UM DISPOSITIVO ERGONÔMICO PARA

MOVIMENTAÇÃO DOS MEMBROS INFERIORES DE

PARAPLÉGICOS

CURITIBA

DEZEMBRO - 2009

DANIEL BUCH

ISABELLI VERTUAN

MARCUS VINICIUS PAES

EQUIPE B

DESENVOLVIMENTO DO PROJETO E PROTÓTIPO

DE UM DISPOSITIVO ERGONÔMICO PARA

MOVIMENTAÇÃO DOS MEMBROS INFERIORES DE

PARAPLÉGICOS

Trabalho apresentado como requisito parcial à

aprovação na disciplina de Metodologia de

Projeto de Produtos Industriais, do Curso de

Engenharia Industrial Mecânica, ministrada

pelo Departamento Acadêmico de Mecânica,

do Campus Curitiba, da Universidade

Tecnológica Federal do Paraná.

CURITIBA

DEZEMBRO – 2009

AGRADECIMENTOS

Gostaríamos de agradecer o apoio recebido da Associação dos Deficientes

Físicos do Paraná que nos cedeu a oportunidade de entrar em contato com pessoas

portadoras de deficiência física, público-alvo do presente trabalho. Agradecemos

especialmente ao Danilo Eisfeld, responsável por projetos e captação de recursos,

ao Moisés Batista, atleta paraolímpico, a Fabiana Scorsato, fisioterapeuta e todos os

deficientes físicos entrevistados. Todos contribuíram grandemente para o

desenvolvimento deste trabalho.

Agradecemos também ao Professor Carlos Cziulik por suas aulas

enriquecedoras que despertam a curiosidade e o interesse pela área de projetos.

RESUMO

O desenvolvimento de novos produtos para pessoas com deficiência física vem

crescendo a cada ano no país. Inserido nesse contexto está sendo desenvolvido um

protótipo para pessoas com deficiência física, mas especificamente para pessoas

que não possuem atividade motora nos membros inferiores. O desenvolvimento do

mesmo é baseado em uma concisa metodologia, esta descrita por Pahl & Beitz.

Após a equipe ter entrado em contato com pessoas com deficiência física,

iniciou-se uma busca por oportunidades de desenvolvimento de projetos que

pudessem beneficiar esta classe de pessoas. Após uma prospecção de

oportunidades levantadas a equipe decidiu desenvolver um produto voltado para

pessoas sue não possuem atividade motora nos membros inferiores e que se

utilizam de cadeiras de rodas para locomoção. Entretanto o produto é voltado para

aquelas pessoas que possuem os membros inferiores íntegros. A metodologia

empregada para o desenvolvimento deste projeto possui várias etapas (e.g.

Levantamento do Estado da Arte, Levantamento das Necessidades dos Clientes,

Benchmarking, entre outros). Com a aplicação da metodologia tem-se os dados

necessários para a realização de um bom projeto.

Baseado nisso desenvolver-se-á o protótipo para deficientes de locomoção,

isso terá a sua execução devidamente dentro dos conceitos estudados na sala de

aula.

Palavras-chave: metodologia, deficientes físicos, membros inferiores, protótipo.

LISTA DE FIGURAS

Figura 1– Causas de lesão de medula espinhal ........................................................ 11

Figura 2 - Coluna vertebral e medula espinhal .......................................................... 17

Figura 3 - Ex-soldado caminhando com o ReWalk ................................................... 21

Figura 4 – Parabike ................................................................................................... 22

Figura 5 - Cadeira Extensora .................................................................................... 22

Figura 6 - Cadeira Flexora ........................................................................................ 23

Figura 7 - Flexora deitada ......................................................................................... 23

Figura 8 - Função global do produto ......................................................................... 29

Figura 9 - Estrutura funcional do produto .................................................................. 29

Figura 10 - Sub-função A .......................................................................................... 30

Figura 11 - Sub-função B .......................................................................................... 30

Figura 12 - Sub-função C .......................................................................................... 30

Figura 13 - Sub-função D .......................................................................................... 30

Figura 14 - Sub-função E .......................................................................................... 31

Figura 15 - Concepção 1 ........................................................................................... 33




Figura 19 - Modelo do dispositivo .............................................................................. 37

Figura 20 - Movimentação do dispositivo .................................................................. 37

Figura 21 - Propagador de restrição: Cadeira de rodas ............................................ 40

Figura 22 - Propagador de restrição: Limitações do usuário ..................................... 41

Figura 23 - Propagador de restrição: Peso da pernas ............................................... 41

Figura 24 - Propagador de restrição: Rolamentos ..................................................... 42

Figura 25 - Eixo escolhido para o dimensionamento ................................................. 42

Figura 26 - Principais dimensões do eixo .................................................................. 43

Figura 27 - Protótipo em construção ......................................................................... 45

Figura 28 - Protótipo sem acabamentos ................................................................... 46

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Prospecção de oportunidades .................................................................. 11

Tabela 2 - Benchmarking .......................................................................................... 24

Tabela 3 - Casa da Qualidade................................................................................... 27

Tabela 4 - Especificação do produto ......................................................................... 28

Tabela 5 - Matriz Morfológica .................................................................................... 32

Tabela 6 – Concepções selecionadas ....................................................................... 33

Tabela 7 - Matriz de Avaliação Relativa .................................................................... 35

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ADFP - Associação dos Deficientes Físicos do Paraná

SUMÁRIO

AGRADECIMENTOS

RESUMO

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE TABELAS

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 10

1.1 PORTADORES DE DEFICIÊNCIA FÍSICA DE LOCOMOÇÃO 10

1.1.1 INCIDÊNCIA E ETIOLOGIA 10

1.2 APRESENTAÇÃO DA OPORTUNIDADE 11 1.3 OBJETIVOS 12

1.3.1 OBJETIVO GERAL 12

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 12

1.4 JUSTIFICATIVAS 13 1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO 13

2 PERDA DA CAPACIDADE MOTORA: CARACTERIZAÇÃO E OPORTUNIDADES 15

2.1 CLASSIFICAÇÃO DAS PATOLOGIAS DE MEDULA ESPINHAL 15

2.1.1 PATOLOGIAS CONGÊNITAS 15

2.1.2 LESÕES TRAUMÁTICAS 16

2.1.3 DEGENERATIVAS 16

2.1.4 TUMORAIS 16

2.1.5 INFECCIOSAS 16

2.1.6 DOENÇAS NEUROLÓGICAS E SISTÊMICAS 17

2.1.7 DOENÇAS VASCULARES 17

2.2 CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DAS LESÕES MEDULARES 17

2.2.1 TETRAPLEGIA 18

2.2.2 PARAPLEGIA 18

2.3 MOVIMENTAÇÃO DOS MEMBROS AFETADOS 18 2.4 LEVANTAMENTO DAS NECESSIDADES DO CLIENTE 19

2.4.1 CARACTERIZAÇÃO DO CLIENTE 19

2.4.2 INSTRUMENTO DE COLETA DE INFORMAÇÕES 19

2.4.3 CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA 19

2.4.4 DESCRIÇÃO DO INSTRUMENTO DE COLETA DE INFORMAÇÕES 20

2.5 EQUIPAMENTOS ESPECIAIS PARA DEFICIENTES FÍSICOS 20

2.5.1 TRAJE MOTORIZADO PARA PARAPLÉGICOS 20

2.5.2 BICICLETA ERGOMÉTRICA PARA DEFICIENTES FÍSICOS 21

2.6 EQUIPAMENTOS DE MOVIMENTAÇÃO DE PERNAS 22

2.6.1 CADEIRA EXTENSORA 22

2.6.2 CADEIRA FLEXORA 23

2.7 BENCHMARKING 24 2.8 CARACTERIZAÇÃO DA OPORTUNIDADE 24

3 PROJETO CONCEITUAL 26

3.1 INTRODUÇÃO 26 3.2 DEFINIÇÃO DA TAREFA 26

3.2.1 REQUISITOS DA QUALIDADE 26

3.2.2 CASA DA QUALIDADE 26

3.2.3 Especificação do produto 27

3.3 Desenvolvimento de Alternativas 28

3.3.1 Função global e estrutura funcional 29

3.3.2 Matriz morfológica 31

3.3.3 Geração de concepções 33

3.4 Avaliação de alternativas 35 3.5 Descrição da solução e layout 36 3.6 FECHAMENTO DO CAPÍTULO 38

4 PROJETO PRELIMINAR E DESENVOLVIMENTO DO PROTÓTIPO 39

4.1 INTRODUÇÃO 39 4.2 DESCRIÇÃO DOS PROPAGADORES DE RESTRIÇÃO 39

4.2.1 DIMENSÕES DA CADEIRA DE RODAS 40

4.2.2 DIMENSÕES DO USUÁRIO E LIMITAÇÕES DE MOVIMENTO 40

4.2.3 PESO DAS PERNAS DO USUÁRIO 41

4.2.4 ROLAMENTOS 42

4.3 DIMENSIONAMENTO DE UM COMPONENTE 42 4.4 PROTÓTIPO 43

4.4.1 METODOLOGIA ADOTADA 44

4.4.2 DESCRIÇÃO DO PROTÓTIPO 44

4.4.3 TESTES PRELIMINARES 46

4.4.4 RESULTADOS PRELIMINARES 46

4.4.5 FECHAMENTO DO CAPÍTULO 47

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 47

5.1 CONCLUSÕES 47 5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 48

REFERÊNCIAS 50

APÊNDICE A – DIMENSIONAMENTO DO EIXO DA POLIA 52

Capítulo 1 Introdução 10

METODOLOGIA DE PROJETOS DE PRODUTOS INDUSTRIAIS (2009)

1 INTRODUÇÃO

O desenvolvimento de produtos para indivíduos com deficiência física

representa, sobretudo, uma grande contribuição para a inclusão social desta classe.

Do ponto de vista econômico, esta atividade também é interessante, pois está

focada em um grupo resguardado por diversas leis federais que lhe garantem

emprego e facilitam sua aquisição de bens. O presente trabalho pretende vislumbrar

e explorar uma oportunidade de negócio nesta conjuntura.

1.1 PORTADORES DE DEFICIÊNCIA FÍSICA DE LOCOMOÇÃO

Segundo a Lei nº 10.098, de 19 de dezembro de 2000, são considerados

portadores de deficiência todos os indivíduos que possuem capacidade limitada de

relação e utilização do meio. Particularizando esta definição, segundo Greve et al.

(2001), deficientes físicos de locomoção são todas as pessoas que possuem alguma

dissonância na medula espinhal, gerada por sua má formação congênita, lesão pós-

traumática ou patologias, causando dificuldade ou impedimento de movimentação

dos membros corporais (GREVE et al., 2001).

1.1.1 INCIDÊNCIA E ETIOLOGIA

Para cada mulher existem cinco homens lesados. A maior incidência está na

faixa etária dos 20 aos 39 anos, com 49% dos casos (GARDNER et al., 1993 apud

STOKES, 2000). As principais causas de dano à medula espinhal são apresentadas

na Figura 1. Nota-se que 84% dos eventos são considerados traumáticos, ou seja,

houve destruição mecânica do tecido neural; o restante enquadra-se na categoria de

não-traumáticos. Mais detalhes quanto a estas definições podem ser encontrados no

capítulo 2.

Cada lesão e cada indivíduo exigem uma abordagem clínica distinta, que

engloba desde o tratamento psicológico, para a readequação à nova realidade, até

procedimentos fisioterápicos, objetivando evitar o enrijecimento das articulações e

atrofia muscular, além de readquirir parte da movimentação dos membros.



Figura 1– Causas de lesão de medula espinhal

FONTE: (STOKES, 2000)

1.2 APRESENTAÇÃO DA OPORTUNIDADE

Inicialmente, a partir de discussões preliminares entre a equipe e os membros

da ADFP (Associação de Deficientes Físicos do Paraná), foi realizado um

levantamento das oportunidades de potencial promissor, que podem ser

visualizadas na Tabela 1. Após discussão e avaliação das oportunidades, optou-se

pelo desenvolvimento de um dispositivo para movimentação passivas dos membros

inferiores.

Tabela 1 - Prospecção de oportunidades

Tema Oportunidade Identificador valor

Esp

orte

Prancha de surf Marcus 7

Dispositivo de adaptação para prática de esgrima Danilo - ADFP 6

Cadeira para arremesso de peso

Moisés, atleta paraolímpico - ADFP 6

Tra

nspo

rte

Veículo monoposto adaptado à cadeira de rodas Marcus 8

Cadeira de rodas anfíbia Isabelli 7

Dispositivo facilitador de transposição de escadas Isabelli 8

Cadeira de rodas adaptada terrenos com areia (praia) Daniel 7

Reabilitação Dispositivo para movimentação passiva dos membros inferiores

Daniel 9



Segundo a fisioterapeuta Fabiana Scorsato, atuante na reabilitação de vítimas

de dano na medula espinhal pela ADFP, a movimentação passiva constante dos

membros afetados é crucial para sua recuperação (maiores detalhes constam na

seção 2.3), principalmente nos dois primeiros meses após a lesão; momento em que

o paciente não está inteiramente adaptado à sua nova realidade e, portanto, não

apresenta alto nível de independência, o que compromete sua motivação e

capacitação para execução de exercícios fisioterápicos. Estas condições são

agravadas pela carência de equipamentos disponíveis/ acessíveis que facilitem

esses exercícios. Nesta conjuntura, vislumbrou-se uma lacuna no mercado

destinado de deficientes físicos de locomoção.

1.3 OBJETIVOS

Os objetivos do trabalho foram divididos em objetivo geral e objetivos

específicos, conforme as seções seguintes.

1.3.1 OBJETIVO GERAL

O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento do projeto e construção

do protótipo de um dispositivo destinado à movimentação das pernas de um

portador de deficiência física de locomoção acionado por força muscular do

utilizador.

1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Foram definidos como objetivos específicos:

a) Levantar e analisar as necessidades de pessoas com deficiência de

locomoção;

b) Traduzir estas necessidades para requisitos de projeto e classificá-los de

acordo com sua relevância;

c) Analisar produtos existentes no mercado que exerçam funções semelhantes

às pretendidas pelo dispositivo em desenvolvimento neste trabalho,

apontando seus pontos fortes e fracos;

d) Desenvolver um produto que preencha uma lacuna do mercado destinado ao

grupo de portadores de deficiência física de locomoção;



1.4 JUSTIFICATIVAS

O desenvolvimento de um dispositivo para movimentação de membros

inferiores de pessoa com perda de atividade motora nestes membros, através da

aplicação de uma força muscular do próprio usuário, irá promover diversos

benefícios à saúde do usuário. Apesar de se conhecer a importância da

movimentação de membros inativos, ou semi-inativos, ainda não se difundiu a idéia

do desenvolvimento de dispositivos práticos para esta finalidade. O cliente sinalizou

interesse na existência de um produto acessível em termos de custo e que pudesse

ser instalado em um cômodo de uma residência.

A equipe visualizou a oportunidade de desenvolver um produto que pudesse

ser comercializado, tendo como público-alvo as pessoas com perda de atividade

motora nos membros inferiores e entidades que prestam assistência a esta classe

de deficientes. Como será abordado em pormenores na seção 2.3, existem diversos

benefícios em se exercitar os membros com perda de atividade motora e atualmente

esta idéia é bastante difundida. Portanto, um dispositivo prático para a

movimentação dos membros inferiores, com baixo custo e de tamanho reduzido,

pode motivar o público-alvo a adquirir o produto para instalá-lo em residências,

entidades de amparo a deficientes físicos, clínicas de fisioterapia e até academias

adaptadas para deficientes físicos.

A oportunidade de projeto também apresenta um caráter social relevante, pois

visa desenvolver um produto destinado a melhorar a qualidade de vida de pessoas

com deficiência física. Portanto a equipe motivou-se consideravelmente a

desenvolver o projeto, pois considera também uma questão de responsabilidade

social.

1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO

O capítulo 1 traz introdução a importância do desenvolvimento deste projeto.

Buscou-se caracterizar brevemente o público-alvo e a sua realidade atual e sua

representatividade.

O capítulo 2 descreve mais detalhadamente as lesões da medula espinhal,

além apresentar produtos que auxiliam na qualidade de vida de portadores de

deficiência física de locomoção. Na sequência, o benchmarking qualifica e compara



as características de diferentes produtos destinados à movimentação passiva dos

membros inferiores. Este capítulo contém, ainda, o levantamento de necessidade e

caracterização dos clientes e da oportunidade.

O capítulo 3 apresenta a aplicação de ferramentas como casa da qualidade,

elaborada a partir da tradução das necessidades dos clientes em requisitos da

qualidade. Neste capítulo foi gerados os requisitos de projeto que nortearam a

geração de concepções para o produto. Ao final do capítulo é apresentado o layout

do produto, selecionado através da Matriz de Avaliação Relativa.

O capítulo 4 inicia com uma análise dos propagadores de restrições seguido do

dimensionamento de um componente do produto. Na sequência foram dedicadas

algumas seções para tratar do protótipo em escala desenvolvido pela equipe.

No capítulo 5 a equipe apresenta as conclusões a respeito do desenvolvimento

do projeto e também algumas sugestões para trabalhos futuros.

15


2 PERDA DA CAPACIDADE MOTORA: CARACTERIZAÇÃO E

OPORTUNIDADES

Neste capítulo será aborda as lesões medulares, buscando justificar a

importância do desenvolvimento de produtos que auxiliem as pessoas com perda de

função motora devido a lesões na medula espinhal. As pessoas com algum tipo de

lesão na medula espinhal normalmente necessitam, em menor ou maior grau, de

equipamentos especiais que auxiliem nas atividades cotidianas (e.g. tomar banho) e

que promovam a movimentação dos membros afetados para, por exemplo, manter a

amplitude dos movimentos.

2.1 CLASSIFICAÇÃO DAS PATOLOGIAS DE MEDULA ESPINHAL

Segundo Grave et al. (2001), é possível classificar, didaticamente, as

patologias que comprometem a medula espinhal:

a) Congênitas

b) Traumáticas

c) Degenerativas

d) Tumorais

e) Infecciosas

f) Doenças neurológicas e sistêmicas

g) Doenças vasculares

2.1.1 PATOLOGIAS CONGÊNITAS

Este tipo de patologia está associada às falhas de desenvolvimento de

estruturas medianas, consistindo na causa mais freqüente de anomalias congênitas

do sistema nervoso central. Esta patologia ainda pode ser classificada em aberta ou

fechada, caracterizando a existência ou não de pele intacta sobre a malformação

(GRAVE et al., 2001).

16


2.1.2 LESÕES TRAUMÁTICAS

São lesões decorrentes de eventos catastróficos, causando destruição

mecânica do tecido neural e hemorragia intramedular. As causas mais freqüentes

são os acidentes com veículos automotivos, ferimentos por arma de fogo e quedas

em atividades esportivas ou recreativas (ibidem).

2.1.3 DEGENERATIVAS

São patologias que comprometem a medula espinhal devido às complicações

causadas por doenças degenerativas como a espondiose cervical degenerativa, que

consiste no comprometimento dos discos intervertebrais, ossos e articulações da

coluna vertebral. Estima-se que 50% da população acima de 50 anos exibe sinais de

espondiose em estudos radiológicos. Nas pessoas com mais de 70 anos, a

estimativa aumenta para 97% no caso dos homens e 93% no caso das mulheres.

Essa alteração normalmente é assintomática, mas podem comprometer a medula

espinhal (ibidem).

Outra patologia que pode comprometer a medula espinhal é a calcificação do

ligamento longitudinal posterior. Essa alteração também é degenerativa e

progressiva, mais frequentes nos descendentes asiáticos (TSUKIMOTO, 1960 apud

GREVE et al., 2001).

2.1.4 TUMORAIS

Pode ocorrer comprometimento das funções da medula espinhal pela

ocorrência de tumores próprios do sistema nervoso central, como o dos tecidos

adjacentes. Os tumores podem produzir compressão nos tratos longos ou ocasionar

isquemia (i.e. suspensão da circulação local de sangue) por compressão vascular

(GREVE et al., 2001).

2.1.5 INFECCIOSAS

As infecções do sistema nervoso central podem ser virais ou bacterianas. A

frequência dos casos de infecções do sistema nervoso central tem aumentado em

razão do crescente número de pacientes imunodeprimidos (e.g. pacientes com AIDS

e transplantados). A medula pode ser comprometida por infecções adjacentes (e.g.

osteomielite, meningite, radiculopatias, abscessos) (ibidem).

17


2.1.6 DOENÇAS NEUROLÓGICAS E SISTÊMICAS

Algumas doenças neurológicas e sistêmicas podem causar comprometimento

na medula espinhal, entre elas estão a Esclerose Múltipla, a Esclerose Lateral

Amiotrófica e as doenças reumáticas (ibidem).

2.1.7 DOENÇAS VASCULARES

A maioria dos quadros de isquemia medular está associada a patologias

traumáticas ou degenerativas da coluna vertebral, com compressão vascular,

podendo ocorrer também a isquemia em cirurgias da aorta (aneurismas

dissectantes). Ainda existem as patologias vasculares medulares, associadas a

malformações vasculares (ibidem).

2.2 CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DAS LESÕES MEDULARES

A perda de função motora depende do nível da lesão. A lesão pode ser

completa ou parcial. O nível da lesão refere-se à altura na coluna vertebral, que é

formada por 33 vértebras e dividida em quatro níveis (cervical, torácico, lombar e

sacro). Quanto mais alto for o nível da lesão, maior será a amplitude do

comprometimento das funções motoras (RODRIGUES et al., 2006).

Na Figura 2 pode ser observada a coluna vertebral e a inervação dos principais

grupos musculares.

Figura 2 - Coluna vertebral e medula espinhal

FONTE: (Anatomiaonline, 2009)

18


As lesões medulares podem ser divididas em duas amplas categorias

funcionais descritas a seguir.

2.2.1 TETRAPLEGIA

Está associada a paralisia parcial ou completa dos quatro membros e do

tronco, incluindo músculos respiratórios, sendo resultante de lesões no nível dos

nervos cervicais (SULLIVAN, 1993).

2.2.2 PARAPLEGIA

Está associada a paralisia parcial ou completa do tronco (ou parte do tronco) e

dos membros inferiores, podendo ocorrer como consequência de lesões da medula

espinhal torácica, lombar ou das raízes sacrais (ibidem).

2.3 MOVIMENTAÇÃO DOS MEMBROS AFETADOS

A movimentação dos membros afetados e o fortalecimento da musculatura

preservada é um fator importante para pessoas com deficiência física. Os membros

não afetados irão assumir funções específicas na busca de suprir a deficiência dos

membros afetados, portanto a musculatura não afetada deve estar bem

condicionada para que as atividades cotidianas possam ser executadas de forma

adequada.

A equipe realizou uma entrevista na ADFP com a profissional da área de

Fisioterapia, Fabiana Scorsato. De acordo com a Fisioterapeuta, a movimentação

dos membros afetados é importante para evitar-se o enrijecimento das articulações e

ajudar a evitar o processo de atrofiamento da musculatura. Além disso, segundo a

Fisioterapeuta, a movimentação das pernas de cadeirantes auxilia na função

digestiva que, normalmente, é afetada pelo trauma ou até mesmo pela falta de

movimentação. Portanto, a movimentação dos membros afetados e o exercício da

musculatura preservam é importante tanto na fase de reabilitação quanto no

cotidiano de deficientes físicos.

Segundo Stokes (2000), a movimentação passiva dos membros afetados tem

os seguintes objetivos:

19


a) Auxiliar a circulação;

b) Manter a força muscular, evitando assim o encurtamento dos tecidos moles

de todas as estruturas paralisadas;

c) Manter a amplitude de movimento total articulações.

2.4 LEVANTAMENTO DAS NECESSIDADES DO CLIENTE

As necessidades do foram levantadas com o auxílio de instrumentos de coleta

de informações. A partir de observações feitas pela equipe, foi definido um público

alvo para o projeto. A seguir são descritos o público alvo e os instrumentos de coleta

de informações utilizados.

2.4.1 CARACTERIZAÇÃO DO CLIENTE

O público alvo do desenvolvimento do projeto são as pessoas com perda da

capacidade motora dos membros inferiores, porém que possuam os tais membros

íntegros. Nesta categoria de pessoas se incluem principalmente as pessoas que

necessitam de cadeiras de rodas para locomoção.

2.4.2 INSTRUMENTO DE COLETA DE INFORMAÇÕES

Dentre os métodos de captura de informações mais aplicados, o selecionado

pela equipe foi a entrevista. Este método foi escolhido devido a grande

confiabilidade das informações coletadas. O inconveniente deste método é o tempo

necessário para sua aplicação, porém, mesmo com uma amostra reduzida, os

resultados foram satisfatórios.

Além da entrevista com o público alvo, foram entrevistados profissionais que

trabalham com deficientes físicos, entre eles, Fisioterapeutas.

2.4.3 CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA

A entrevista foi aplicada a 17 portadores de deficiência física, todos eles

cadeirantes e adultos. Entre os entrevistados constam três pessoas do sexo

feminino e 14 pessoas do sexo masculino. Além disso, dois dos entrevistados são

atletas paraolímpicos.

20


2.4.4 DESCRIÇÃO DO INSTRUMENTO DE COLETA DE INFORMAÇÕES

As entrevistas foram aplicadas na ADFP nas duas visitas feitas pela equipe. A

primeira visita foi feita no dia 17/09/2009. Nesta primeira visita a equipe fez um

primeiro contato com o público alvo e uma busca de oportunidades. Além disso, a

equipe conversou sobre oportunidade com profissionais que trabalham na ADFP. Na

segunda visita, feita no dia 08/10/2009, a equipe já estava com a oportunidade

definida e foram então aplicadas as entrevistas.

2.5 EQUIPAMENTOS ESPECIAIS PARA DEFICIENTES FÍSICOS

Os avanços tecnológicos têm trazido muitos benefícios aos deficientes físicos,

proporcionando melhora da qualidade de vida e um aprimoramento das atividades

de reabilitação e adaptação.

A seguir serão apresentadas algumas soluções tecnológicas que

proporcionaram a disponibilização de equipamentos especiais para deficientes

físicos.

2.5.1 TRAJE MOTORIZADO PARA PARAPLÉGICOS

Um engenheiro israelense, Amit Goffer, desenvolveu um traje motorizado que

permite aos paraplégicos caminharem sobre os próprios pés, além de subir e descer

escadas e rampas. A única exigência do equipamento é que o paraplégico seja

capaz de se equilibrar com a ajuda de muletas, que são necessárias ao

funcionamento do equipamento. O equipamento foi denominado de ReWalk e pode

ser visto na Figura 3 onde o ex-soldado pára-quedista israelense Radi Kaiof, que

perdeu o movimento dos membros inferiores a pouco mais de 20 anos, aparece

caminhando com o equipamento após um treinamento com o ReWalk no Centro

Médico Sheba, de Tel-Aviv. O criador estima que seu invento chegue ao mercado

em 2010, custando em torno de 20.000 dólares, que é um preço equivalente ao das

cadeiras de rodas mais caras. O próprio criador do equipamento é deficiente físico,

porém não pode ser beneficiado pelo seu próprio invento pois Amit Goffer é

tetraplégico, não tendo alguns movimentos necessários para a utilização do ReWalk

(VEJA, 2008).

21


Figura 3 - Ex-soldado caminhando com o ReWalk

FONTE: (VEJA, 2008)

2.5.2 BICICLETA ERGOMÉTRICA PARA DEFICIENTES FÍSICOS

Uma empresa de equipamentos para fisioterapia situada em São Carlos no

estado de São Paulo desenvolveu uma espécie de bicicleta ergométrica para

portadores de deficiência física. O equipamento é destinado a usuários de cadeiras

de rodas.

O equipamento, denominado Parabike, permite que o usuário suba no

equipamento com a cadeira de rodas e através de manoplas e pedais, pode

movimentar as pernas utilizando a força proporcionada pelo movimento dos braços.

Além disso, existe a possibilidade de regular a carga do exercício e também de se

trabalhar apenas os braços, sem que haja movimento nas pernas. A Parabike pode

ser observada na Figura 4.

22


Figura 4 – Parabike

FONTE: (REDONDO, 2009)

2.6 EQUIPAMENTOS DE MOVIMENTAÇÃO DE PERNAS

Atualmente a humanidade tem buscado meios de manter um bom

condicionamento físico em meio as atividades do cotidiano. Este fato tem motivado o

estudo e o desenvolvimento de equipamentos destinados ao exercício da

musculatura. Muitos equipamentos destinam-se a movimentação dos membros

inferiores e alguns deles serão brevemente descritos a seguir. Entretanto buscou-se

focar em equipamento onde o usuário permaneça sentado, simulando a situação de

um cadeirante.

2.6.1 CADEIRA EXTENSORA

A cadeira extensora destina-se ao exercício dos músculos utilizados para

realizar a extensão da perna. O equipamento é ilustrado na Figura 5.

Figura 5 - Cadeira Extensora

FONTE: (adaptado de UNIFESP, s/d)

23


O movimento é realizado através da extensão das pernas. A perna empurra um

anteparo almofadado que é conectado a um braço articulado. O centro da

articulação fica aproximadamente alinhado com a articulação do joelho do usuário. A

equipe observou que o acento é inclinado em relação ao solo, possibilitando a

movimentação livre das pernas e um melhor equilíbrio do corpo. O tronco fica a

aproximadamente 90° em relação às coxas do usuário.

2.6.2 CADEIRA FLEXORA

A cadeira flexora é um equipamento destinado a exercitar a musculatura

responsável pela flexão das pernas. A Figura 6 apresenta a cadeira flexora.

Figura 6 - Cadeira Flexora

FONTE: (KSFITNESS, 2009)

O equipamento também apresenta o assento inclinado em relação à horizontal

e possui um anteparo almofadado para a parte posterior da coxa do usuário.

Outro equipamento destinado a exercitar o mesmo grupo muscular é ilustrado

na Figura 7. Este equipamento utiliza outro conceito, onde o usuário posiciona-se

deitado no equipamento.

Figura 7 - Flexora deitada

FONTE: (UNIFESP, s/d)

24


Observa-se uma característica construtiva importante que é a posição da

articulação do braço que sustenta o anteparo que é acionado pelas pernas do

usuário. A articulação fica aproximadamente alinhada com o joelho do usuário.

2.7 BENCHMARKING

O benchmarking é constituído pelo levantamento do estado da arte. É um

processo de comparação dos índices de desempenho dos produtos. É empregado

em várias empresas, já que é um método o qual ressalta os indicadores de

qualidade, quantidade e desempenho nas comparações. Juntamente se observa as

necessidades dos clientes por meio da análise das soluções encontradas e constada

a sua qualidade em comparação com as necessidades dos clientes.

Para a realização do benchmarking foi selecionado dois produtos, estes estão

inseridos na categoria de movimentação dos membros inferiores, sendo feita a

análise e a comparação dos resultados e soluções obtidas pelos fabricantes. Os

resultados estão na Tabela 2. Infelizmente a equipe não encontrou um grande

número de dispositivos que implementem a função proposta pela equipe, que

consiste em equipamentos para movimentação dos membros inferiores.

Tabela 2 - Benchmarking

Parabike Re-walk Cadeira Extensora Cadeira Flexora Flexora deitada

Característica

Preço Acessível Pouco acessível Acessível Acessível Acessível

Área projetada Alta Baixa Média Média Alta

Entretenimento Baixo Alto Baixo Baixo Baixo

Apelo visual Baixo Alto Baixo Médio Baixo

Estabilidade Alta Média Alta Alta Alta

Tipos de acionamento Força muscular Motores Força muscular Força muscular Força muscular

Força exercida Médio Baixo Alto Alto Alto

Posição de operação Sentado Em pé Sentado Sentado Deitado

Membro acionador Superior - Inferior Inferior Inferior

Equipamento

2.8 CARACTERIZAÇÃO DA OPORTUNIDADE

Com base no que foi exposto ao longo da abordagem deste capítulo nota-se

que a movimentação passiva de membros com perda de atividade motora tem uma

importância relevante. Também ficou evidente a existência de uma necessidade de

exercitar-se a musculatura não afetada em pessoas com lesões na medula espinhal.

25


Tendo em vista o caráter importante da movimentação passiva e do exercício

controlado da musculatura preservada, a equipe visualizou a oportunidade de

favorecer o público alvo (i.e. pessoas com perda da capacidade motora dos

membros inferiores, porém que possuam os tais membros íntegros) com o

desenvolvimento do projeto de um dispositivo ergonômico para movimentar as

pernas do usuário através da transmissão da força proveniente da musculatura

preservada do próprio usuário.

26


3 PROJETO CONCEITUAL

3.1 INTRODUÇÃO

O projeto conceitual consiste na coleta de informações dos clientes, estas

informações são empregadas de acordo com os termos de grandeza da engenharia,

denominando-se esse método de Casa da Qualidade que permite de forma rápida

verificar qual é a ordem de importância dos requisitos do projeto que está sendo

desenvolvido. Nesse processo também é feito as especificações do produto, que é

um método de medir os requisitos de projeto da casa da qualidade.

Posterior a isso se tem o caminho para que se possa chegar a solução. Para

que isso possa ser feito têm-se a decomposição funcional do dispositivo, que

simplifica o estudo do mesmo. Logo depois é gerada uma série de idéias que serão

colocadas em uma matriz morfológica, onde a melhor idéia sairá da definição de

uma matriz de avaliações.

3.2 DEFINIÇÃO DA TAREFA

3.2.1 REQUISITOS DA QUALIDADE

É a mudanças dos termos usados pelos clientes de forma simples, usual e

genérica, para a linguagem técnica da engenharia. Para que então o projetista possa

trabalhar no desenvolvimento do produto, de acordo com as necessidades

apontadas pelos clientes.

3.2.2 CASA DA QUALIDADE

Com o relacionamento da necessidade dos clientes e requisitos da qualidade

tem se a casa da qualidade, que é visualizada na Tabela 3 - Casa da Qualidade.

27


Tabela 3 - Casa da Qualidade

�

�

�

0

� � 0 0 � � 0 � � 4

� � 0 0 � � 0 0 0 4

� � 0 0 � � 0 � � 4

� � 0 0 � � � � � 5

� � 0 � � � 0 � � 3

� � 0 0 � � 0 � � 4

� � 0 � � 0 0 0 � 5

0 0 � � 0 0 0 0 � 2

� � � � � � 0 � � 5

0 0 0 0 0 0 � 0 � 4

� � � 0 0 � � 0 � 3

� � 0 � � � � � � 5

0 � 0 � 0 � � � � 5

� � � � 0 � � � � 4

� � � � � � � � � 3

0 0 � 0 � 0 0 0 � 3

� 0 0 0 � 0 0 0 � 3

138 160 56 98 126 153 87 144 188

5º 2º 9º 7º 6º 3º 8º 4º 1º

NE

CE

SS

IDA

DE

S D

OS

CLI

EN

TE

S

Seg

uran

ça

Não ter cantos vivos

Proteção das partes mecânicas

Ser leve

Fácil transporte

Acionamento manual

Ajustar-se às dimensões do usuário

Ser confortável

For

ça d

e ac

iona

men

to a

just

ável

Tem

po d

e pr

epar

ação

lim

itado

Ser ergonômico

Evitar lesões

REQUISITOS DA QUALIDADES

Pre

senç

a de

mat

eria

is m

acio

s

Ang

ulaç

ão e

ntre

col

una

e pe

rnas

V

ALO

R D

O C

ON

SU

MID

OR

Pes

o lim

itado

Áre

a pr

ojet

ada

limita

da

Nív

el d

e ru

ído

Ser barato

Cus

to li

mita

do

VALOR DE IMPORTÂNCIA

CLASSIFICAÇÃO POR IMPORTÂNCIA

RELACIONAMENTOS

FORTE

MÉDIO

FRACO

NULO

Aju

ste

para

dife

rent

es e

stat

uras

Ter marcador de tempo e velocidade

Dim

ensõ

esO

pera

ção

Out

ros

Ser desmontável

Ter regulagem de carga

Ser prático

Ser divertido

Ser compacto

Ser silencioso

3.2.3 ESPECIFICAÇÃO DO PRODUTO

Esta etapa consiste em traduzir os requisitos da qualidade em fatores de

projeto, além de limitá-los de acordo com a relevância de demanda. Este processo

está documentado na Tabela 4

28


3.3 DESENVOLVIMENTO DE ALTERNATIVAS

Esta seção pretende formar o conjunto solução de alternativas de concepção

do produto. Primeiramente define-se a função global do produto e seu

desdobramento. Então, procura-se gerar alternativas tecnológicas pontuais que

implementem cada uma das sub-funções. E, finalmente, a partir da diferentes

Tabela 4 - Especificação do produto

29


possíveis combinações de tecnologias, selecionam-se e avaliam-se as mais

adequadas.

3.3.1 FUNÇÃO GLOBAL E ESTRUTURA FUNCIONAL

A função global do produto está representada na Figura 8.

Figura 8 - Função global do produto

O desdobramento desta etapa está representado na Figura 9.

Figura 9 - Estrutura funcional do produto

30


O detalhamento das entradas e saídas das sub-funções podem ser

encontradas nas Figura 10,Figura 11, Figura 12,Figura 13 e Figura 14.

Figura 10 - Sub-função A

Figura 11 - Sub-função B

Figura 12 - Sub-função C

Figura 13 - Sub-função D

31


Figura 14 - Sub-função E

3.3.2 MATRIZ MORFOLÓGICA

A formulação de alternativas foi desenvolvida a partir de uma atividade de

brainstorming. As principais idéias estão documentadas na matriz morfológica,

Tabela 5.

32

ME

TO

DO

LO

GIA

DE

PR

OJE

TO

S D

E P

RO

DU

TO

S IN

DU

ST

RIA

IS (2009)

Tab

ela 5 - Matriz M

orfo

lóg

ica

Posicionar indivíduo

adequadamente

ARampa +

Anteparo Guia

Rampa +

Alojamento

Conectar cadeira de rodas ao

dispositivo

B

Pinça Anteparo móvel Pino

Regular dispositivo de acordo

com as dimensõs do usuário

CRegulagem

discreta (furos)

Regulagem

contínua (guia) Rosca

Conectar indivíduo ao

dispositivo

Danteparo

almofadado Cinta Pedal com cinta

Transformar força humana em

movimento dos membros

inferiores (músculo +

transmissão)

Ebíceps +

cabo/roldana

tríceps +

cabo/roldana

Movimento

circular +

cabo/roldana

Costas +

cabo/roldana

Solução

Sub-função

S1 S2 S3 S4

33


3.3.3 Geração de concepções

A partir das inúmeras soluções propostas na Tabela X, foram escolhidas quatro

possíveis combinações, consideradas mais adequadas, para análise. Seria inviável

analisar as 324 possíveis concepções. As alternativas selecionadas encontram-se

representadas na Tabela 6:

Tabela 6 – Concepções selecionadas

Concepção

1 2 3 4

Sub

-fun

ção

A S2 S3 S1 S2

B S3 S1 S2 S1

C S1 S2 S1 S2

D S3 S2 S2 S1

E S3 S1 S2 S4

Os croquis das quatro concepções, desenvolvidos à mão, estão representados

nas Figura 15, Figura 16, Figura 17, eFigura 18.

Figura 15 - Concepção 1

34




35



3.4 AVALIAÇÃO DE ALTERNATIVAS

Em consenso, a equipe optou pela utilização da Matriz de Avaliação Relativa.

O objetivo é estabelecer critérios de análise que, criados de acordo com a

especificação do produto (Tabela 4), embasarão a seleção da concepção mais

adequada. A avaliação, representada na Tabela 7, é encaminhada a partir de uma

concepção-referencial, escolhida aleatoriamente.

Tabela 7 - Matriz de Avaliação Relativa

36


Conclui-se que a concepção mais adequada às especificações do produto é a

de número 4, selecionada para o desenvolvimento das etapas seguintes.

3.5 DESCRIÇÃO DA SOLUÇÃO E LAYOUT

A aplicação da Matriz de Avaliação Relativa apontou como melhor solução a

concepção 04.

A função de posicionar adequadamente o usuário em relação ao dispositivo é

feita incorporando-se a simplicidade do principio de uma rampa para colocar o

indivíduo numa posição ergonômica e equilibrada. Buscou-se atingir uma inclinação

semelhante a utilizada em equipamento empregados em musculação, a exemplo do

equipamento denominado cadeira extensora (Figura 5). Para completar o

posicionamento do indivíduo, as rodas dianteiras da cadeira de rodas são

posicionadas por guias, centralizando o usuário em relação ao dispositivo.

Para implementar a função de conectar a cadeira ao dispositivo, alavancas

laterais acionam as pinças que prendem as rodas traseiras da cadeira de rodas.

A função de regular as dimensões do dispositivo, permitindo uma ajuste para

diferentes estaturas, é implementada através de um sistema com regulagem

contínua com um curso limitado.

A função de conectar o usuário ao dispositivo é implementada por um anteparo

almofadado que mantém presas as pernas do usuário.

A função de transformação de força ficou por conta de um sistema de cabo e

roldanas, sistema amplamente empregado em equipamento de musculação.

O dispositivo permite que o usuário se conecte de forma segura. As pinças não

permitem que a cadeira recue na rampa e o anteparo almofadado sobre as coxas do

usuário impedem que a cadeira incline-se para traz. Assim o indivíduo pode

posicionar-se adequadamente e exercitar a musculatura responsável pelo

movimento executado ao trazer-se uma barra horizontalmente contra o peito. Ao

mesmo tempo suas pernas são movimentadas por um sistema que estende as

mesmas.

Na Figura 19 é apresentado o modelo do dispositivo desenvolvido com o

auxílio do software Inventor®. O dispositivo é basicamente constituído de uma

37


estrutura soldada de metalon. Possui diversas regulagem e um plataforma para que

o usuário posicione-se corretamente no dispositivo.

Figura 19 - Modelo do dispositivo

O dispositivo é dotado de uma barra para que o usuário, depois de

posicionado, puxe-a contra o peito. Esta barra está conectada em um cabo que

traciona um mecanismo que faz as pernas do usuário se estender. O movimento do

dispositivo é indicado na Figura 20.

Figura 20 - Movimentação do dispositivo

38


3.6 FECHAMENTO DO CAPÍTULO

Este capítulo apresentou o desenvolvimento da etapa de Projeto Conceitual.

Nesta etapa foram aplicadas ferramentas para auxiliar a equipe na tomada de

decisões. Desenvolveu também a estrutura funcional do produto e a partir desta

análise foram geradas alternativas para implementar cada uma das funções. Após

uma análise das alternativas a equipe gerou quatro concepções que foram avaliadas

e a que melhor se enquadrou nas especificações do produto foi escolhida para ser

encaminhada para a próxima etapa do projeto, Projeto Detalhado.

39


4 PROJETO PRELIMINAR E DESENVOLVIMENTO DO PROTÓTIPO

4.1 INTRODUÇÃO

Esta etapa de projeto é caracterizada pelo desenvolvimento da concepção

gerada e selecionada pela metodologia aplicada. Iniciaremos esta etapa realizando

uma análise de propagadores de restrição existentes para o layout da concepção

selecionada. Os propagadores de restrições são as características específicas do

projeto que não podem ser controladas pela equipe de projeto.

Após o levantamento dos propagadores de restrições o projeto segue com a

fase de dimensionamento dos componentes pertencentes ao layout selecionado. O

dimensionamento deve ser feito utilizando os conhecimentos de resistência dos

materiais e suas propriedades mecânicas de forma a estabelecer as regiões mais

críticas e compará-las ao esforço máximo ao qual o componente estará submetido.

É nessa etapa que as condições de uso do produto são determinadas, sendo

necessário realizar um levantamento dos carregamentos estimados. No presente

trabalho será feito o dimensionamento de apenas um componente.

Uma prática relevante na fase de desenvolvimento de produtos é a confecção

de um protótipo do dispositivo projetado. A produção de protótipos agrega um

determinado custo ao desenvolvimento do projeto, porém as vantagens de

materializar o projeto traz inúmeras vantagens (e.g. possibilidade de testar o

produto, possibilidade de visualizar erros de projeto, possibilidade de avaliar se

foram realmente atendidos adequadamente os requisitos do projeto).

4.2 DESCRIÇÃO DOS PROPAGADORES DE RESTRIÇÃO

A caracterização dos propagadores de restrição do projeto é uma atividade que

requer muita atenção da equipe de projeto. A etapa do projeto preliminar inicia-se

com o levantamento dos propagadores de restrição, pois assim a equipe pode

direcionar o desenvolvimento do projeto dos componentes do dispositivo, evitando

resultados inesperados nas fases futuras do projeto.

Para o desenvolvimento do presente projeto, a equipe visualizou diversas

restrições. A seguir são apresentadas as restrições visualizadas pela equipe de

40


projeto, apresentando um organograma onde é possível visualizar os efeitos

gerados por cada restrição.

4.2.1 DIMENSÕES DA CADEIRA DE RODAS

Uma restrição com um elevado grau de relevância para o desenvolvimento

deste projeto são as dimensões das cadeiras de rodas, conforme Figura 21. Para

tanto a equipe fez um levantamento medindo as principais dimensões das cadeiras

de rodas comuns.

Figura 21 - Propagador de restrição: Cadeira de rodas

4.2.2 DIMENSÕES DO USUÁRIO E LIMITAÇÕES DE MOVIMENTO

O usuário do dispositivo possui diversas limitações de movimento. Além das

limitações comuns de ordem dimensional e limitações impostas pelas articulações

do corpo, os usuários do dispositivo possuem perda total ou parcial das funções

motoras dos membros inferiores. Estas características devem ser observadas com

muita atenção pela equipe de projeto. Uma análise desta restrição é apresentada na

Figura 22.

41


Figura 22 - Propagador de restrição: Limitações do usuário

4.2.3 PESO DAS PERNAS DO USUÁRIO

A principal carga sobre o dispositivo durante a operação do mesmo é a parcela

do peso das pernas do usuário que é deslocada pelo dispositivo através da

aplicação de uma força mecânica pelo próprio usuário. Assim a equipe visualizou

esta característica como sendo um propagador de restrição conforme a Figura 23.

Figura 23 - Propagador de restrição: Peso da pernas

42


4.2.4 ROLAMENTOS

Outro importante propagador de restrições são os componentes of the shelf

(i.e. componentes padrão encontrados comercialmente). Para o presente projeto, os

rolamentos basicamente os únicos componentes que caracterizam esta categoria de

restrição, conforme a Figura 24.

Figura 24 - Propagador de restrição: Rolamentos

4.3 DIMENSIONAMENTO DE UM COMPONENTE

O componente escolhido para ser dimensionado foi o eixo das polias, que pode

ser visto no modelo da Figura 25.

Figura 25 - Eixo escolhido para o dimensionamento

43


O desenho do eixo com sua principais dimensões são apresentados na Figura

26.

Figura 26 - Principais dimensões do eixo

O eixo está submetido a um carregamento muito baixo e os diâmetros foram

escolhidos em função dos rolamentos escolhidos e de características construtivas do

dispositivo. O material selecionado foi o AISI 1020 laminado a quente. Este material

foi escolhido devido ao fato de ser um aço de baixo custo.

O dimensionamento considerou um carregamento por flexão alternada. Foram

considerados dos os fatores de correção de resistência a fadiga e os concentradores

de tensão no eixo. Também foi considerada uma carga bastante acentuada sobre o

anteparo acionador das pernas do usuário. Todos os dados e informações sobre o

dimensionamento são apresentados no Apêndice A. O dimensionamento

apresentado foi realizando com o auxílio do software Mathcad®.

O ponto mais crítico do eixo é o Ponto A, indicado no desenho da Figura 26.

Este ponto apresenta um coeficiente de segurança de 1,52.

O eixo poderia ser dimensionado apenas por carregamento estático, pois a

flexão rotativa é pouco expressiva, assim o coeficiente de segurança real é maior.

4.4 PROTÓTIPO

A equipe de projeto confeccionou um protótipo do produto desenvolvido. O

protótipo foi muito útil, pois além de caracterizar de forma materializada o produto e

44


demonstrar sua funcionalidade, permitiu uma visualização das dificuldades de

operação, preparação e montagem. Também, com o protótipo, a equipe visualizou

uma série de possíveis melhorias para o produto.

4.4.1 METODOLOGIA ADOTADA

A primeira decisão feita pela equipe foi a de confeccionar o protótipo em escala

reduzida e com materiais alternativos. Essa decisão foi tomada com base nos altos

custos que seriam agregados na confecção de um protótipo em escala real e com os

materiais especificados no projeto.

4.4.1.1 ESCALA DO PROTÓTIPO

A segunda decisão da equipe foi adquirir um boneco antropométrico. A escala

do protótipo foi definida a partir das dimensões do boneco e das proporções do

homem, conforme Provenza, 1992. O boneco tem 30 cm de altura e a altura média

do homem é de 175 cm. Assim a escala é obtida através da seguinte divisão:

A equipe decidiu arredondar para cima a escala e utilizou a escala de 1:6. Com

a escala definida, foi possível confeccionar todos os elementos do protótipo do

produto desenvolvido.

4.4.2 DESCRIÇÃO DO PROTÓTIPO

O protótipo é uma representação do produto, portanto nem todas as estruturas

foram devidamente representadas. O objetivo da equipe é demonstrar as

funcionalidades do produto. O protótipo foi feito utilizando-se materiais alternativos

(e.g. papelão, palito de picolé, palito de churrasco, argila, cola) e foram utilizadas

apenas ferramentas manuais (e.g. tesoura, compasso, estilete, pincel).

Para melhor demonstrar as funções implementadas pelo produto, a equipe

confeccionou também um protótipo de uma cadeira de rodas. O protótipo da cadeira

obedeceu a escala do protótipo e também foi confeccionada com materiais

alternativos e técnicas manuais de fabricação.

Procurou-se mostrar que é possível em um produto implementar as funções

que a equipe buscou com o desenvolvimento do projeto. A Figura 27 mostra o

45


protótipo em fase de construção e a Figura 28 mostra o protótipo concluído, faltando

ainda os acabamentos de pintura e colagem de adesivos representativos de

estruturas do produto.

Figura 27 - Protótipo em construção

46


Figura 28 - Protótipo sem acabamentos

4.4.3 TESTES PRELIMINARES

Os testes tiveram como objetivo avaliar se a geometria atendia as correlações

necessárias para que o mecanismo tivesse o movimento projetado.

Foram feitos movimentos para verificar a consistência da representação do

protótipo. Foi também posicionado o boneco antropométrico para verificar as

questões geométricas do dispositivo, observando colisões e interferências com o

corpo do usuário ou com a cadeira de rodas.

4.4.4 RESULTADOS PRELIMINARES

Os testes comprovaram que é possível implementar as funções propostas pela

equipe no produto desenvolvido.

A movimentação é segura e o usuário consegue conectar-se ao dispositivo,

porém com uma certa dificuldade, principalmente porque é necessário passar as

pernas sobre o anteparo inferior. Outro detalhe observado pela equipe é que a

amplitude do movimento é pequena e existe uma dificuldade em ajustar o

comprimento do braço oscilante que transmite o movimento para as pernas. Existe

também uma instabilidade da cadeira de rodas até que o usuário prenda-se com o

47


anteparo superior ajustável. Esta instabilidade se refere ao fato da cadeira estar

sobre uma rampa, podendo inclinar-se para traz, porém a inclinação de projeto é

pequena. Não foi desenvolvido um estudo para determinar uma inclinação segura.

4.4.5 FECHAMENTO DO CAPÍTULO

Foi comprovada a funcionalidade do protótipo, apesar das diferenças entre o

protótipo fabricado e as especificações do produto. Um protótipo em tamanho real

poderia ser utilizado para testes em campo, e poderia até mesmo ser utilizado para

teste de satisfação com os clientes potenciais. Para a fabricação do protótipo ideal

seria necessário um investimento maior devido aos custos de fabricação. Essa

alternativa não foi adotada devido à falta de recursos, e devido ao fato de que este

produto foi desenvolvido para fins acadêmicos, sem nenhuma intenção comercial.

Para desenvolver um produto em escala comercial seria necessária uma revisão do

projeto e a utilização de maior quantidade de itens of the shelf (i.e. componentes

padrão encontrados comercialmente) para baratear os custos de produção.

5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES

5.1 CONCLUSÕES

Durante o desenvolvimento das etapas iniciais da metodologia aplicada no

desenvolvimento deste projeto, a equipe motivou-se bastante pelo tema do projeto,

pois nestas etapas a equipe decidiu entrar em contato com o público alvo. Assim

foram realizadas visitas à ADFP, onde a equipe teve a oportunidade de visualizar a

realidade das pessoas com deficiência física. A entrevista foi a ferramenta de

levantamento das necessidades dos clientes adotada pela equipe de

desenvolvimento. A equipe concordou que a escolha da entrevista como forma de

levantamento das necessidades dos clientes foi uma decisão estratégia adequada,

pois permitiu uma proximidade real entre a equipe de desenvolvimento e o público

alvo do projeto. Durante as entrevista foi possível visualizar muitas necessidades.

Assim, um grande número de oportunidades está disponível para serem exploradas

nesta área de desenvolvimento.

Na etapa do projeto conceitual foi possível caracterizar de uma forma mais

clara quais deveriam ser os requisitos para que o produto atendesse o desejo e as

48


necessidades dos clientes. Primeiramente a equipe destinou o desenvolvimento do

produto para paraplégicos. Com as especificações estabelecidas é possível criar

uma função que governa todo o processo bem como desenvolver um fluxo que

mapeie todas as atividades realizadas durante a utilização do produto. A função

determinada nesse trabalho foi: movimentar os membros inferiores do usuário.

Posteriormente é necessário gerar possíveis alternativas para cada função do

dispositivo. Por meio da técnica do brainstorm foi criada uma matriz morfológica que

com várias soluções para cada função. Com a matriz morfológica em mãos é

possível iniciar a criação concepções de produto. No presente projeto foram

desenvolvidas cinco soluções. A partir da aplicação da matriz de avaliação relativa,

foi escolhida a melhor opção dentre as cinco concepções geradas.

Com o layout definido, iniciou-se o estudo dos propagadores de restrição que

limitam as dimensões, materiais, elementos de conexão que podem ser utilizados no

projeto. Ao final foi realizada a etapa da construção do protótipo. O protótipo

possibilitou avaliar a funcionalidade do produto e permitiu ter uma noção de como

ele atende os requisitos de produto.

O objetivo principal do projeto foi finalmente alcançado, pois a concepção que

serviu de base para o protótipo conseguiu realizar a função para a qual foi projetada

e, também, atingir a maior parte dos requisitos dos clientes ordenados a partir da

Casa da Qualidade.

A metodologia de desenvolvimento de produto utilizada permitiu um bom

resultado, pois direcionou a equipe em todas as decisões importantes tomadas

durante o desenvolvimento das etapas do projeto.

5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

O público alvo deste projeto carece de soluções criativas para diversas

atividades. As pessoas com deficiência física necessitam de adaptações para tornar

possíveis suas atividades diárias e de lazer. Muitas oportunidades ainda estão

disponíveis e algumas das oportunidades visualizadas pela equipe foram listadas na

Tabela 1. Entretanto a equipe considera válida como oportunidade para trabalhos

futuros o desenvolvimento mais aprimorado da oportunidade explorada neste

trabalho.

49


Este tema é digno de atenção especial dos desenvolvedores de produtos, não

apenas pelo grande número de oportunidades existentes, mas também pelo apelo

social embutido no tema.

50


REFERÊNCIAS

ANATOMIA ONLINE. Medula Espinhal. Disponível em:

<http://www.anatomiaonline.com/neuro/medula.htm> Acesso em 18 de outubro de

2009.

GREVE et al. Diagnóstico e Tratamento da Lesão da Medula Espinhal. 1ª ed. São

Paulo, Editora Roca, 2001.

KSFITNESS. Flexora Sentada. São Paulo, 2009. Disponível em:

<http://www.ksfitness.com.br/18927/Flexora-Sentada>. Acesso em 12 de dezembro

de 2009.

NORTON, Robert L. Projeto de máquinas. Porto Alegre: Bookman, 2004, 2ed.

PROVENZA, Francesco. Projeto de máquinas. São Paulo: Pro-tec, 1992, 7ed, (4-

45)p.

PAHL, Gehard; BEITZ, Wolfgang; FEULDHUSEN, Jorg; GROTE, Karl-Heinrich.

Projeto na engenharia: fundamentos do desenvolvimento eficaz de produtos,

métodos e aplicações. São Paulo: E. Brücher, 2005 411p.

REDONDO: EQUIPAMENTOS PARA FISIOTERAPI. Parabike: bicicleta

ergométrica para deficientes físicos. Disponível em: <

http://www.redondofreios.com.br/site/catalogo/produtos.php?idproduto=6318>.

Acesso em 17 de outubro de 2009.

RODRIGUES, Brena Guedes de Siqueira; BRITO, Caroline Silva; BARROS,

Cristiane Ferro. Lesões da Medula Espinhal. 2006. Disponível em:

<http://www.wgate.com.br/conteudo/medicinaesaude/fisioterapia/neuro/lesao_espinh

al/lesao_espinhal_brena.htm>. Acesso em 9 de outrubro de 2009.

STOKES, Maria. Neurologia para fisioterapeutas. 1ª ed. São Paulo, Editora

Premier, 200.

SULLIVAN, Susan B. & SMITH, Thomas J. Fisioterapia: Avaliação e Tratamentos.

2ª ed. São Paulo, Editora Manole, 1994.

51


UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO. Sala de condicionamento físico:

cadeira extensora. São Paulo s/d. Disponível em:

<http://www.scf.unifesp.br/artigos/Eixos/extensora.htm>. Acesso em: 12 de

dezembro de 2009.

VIEIRA, Vanessa. A Roupa da Liberdade. VEJA, São Paulo, ano 41, nº 35, p. 110-

111, set. 2008.

52


APÊNDICE A – DIMENSIONAMENTO DO EIXO DA POLIA

trabalho metodologia v2.5

Documents