Adaptação eletrônica de um leitor mecânico de coto, investigação e desenvolvimento de interface CAD

Due to advances in the manufacturing process of orthopedic prostheses, the need for better quality shape reading techniques (i.e. with less uncertainty) of the residual limb of amputees became a challenge. To overcome these problems means to be able in obtaining accurate geometry information of the limb and, consequently, better manufacturing processes of both transfemural and transtibial prosthetic sockets. The key point for this task is to customize these readings trying to be as faithful as possible to the real profile of each patient. Within this context, firstly two prototype versions (α and β) of a 3D mechanical scanner for reading residual limbs shape based on reverse engineering techniques were designed. Prototype β is an improved version of prototype α, despite remaining working in analogical mode. Both prototypes are capable of producing a CAD representation of the limb via appropriated graphical sheets and were conceived to work purely by mechanical means. The first results were encouraging as they were able to achieve a great decrease concerning the degree of uncertainty of measurements when compared to traditional methods that are very inaccurate and outdated. For instance, it's not unusual to see these archaic methods in action by making use of ordinary home kind measure-tapes for exploring the limb's shape. Although prototype β improved the readings, it still required someone to input the plotted points (i.e. those marked in disk shape graphical sheets) to an academic CAD software called OrtoCAD. This task is performed by manual typing which is time consuming and carries very limited reliability. Furthermore, the number of coordinates obtained from the purely mechanical system is limited to sub-divisions of the graphical sheet (it records a point every 10 degrees with a resolution of one millimeter). These drawbacks were overcome by designing the second release of prototype β in which it was developed an electronic variation of the reading table components now capable of performing an automatic reading (i.e. no human intervention in digital mode). An interface software (i.e. drive) was built to facilitate data transfer. Much better results were obtained meaning less degree of uncertainty (it records a point every 2 degrees with a resolution of 1/10 mm). Additionally, it was proposed an algorithm to convert the CAD geometry, used by OrtoCAD, to an appropriate format and enabling the use of rapid prototyping equipment aiming future automation of the manufacturing process of prosthetic sockets.

Projeto mecânico de equipamento para fabrico automatizado de vestuário

O fabrico de vestuário é uma atividade que se desenvolve em Portugal há várias décadas. Existem marcas de vestuário com reconhecimento a nível mundial que são de origem portuguesa. Para se conseguir qualidade é necessário inovar e automatizar determinados processos, de forma a aumentar produtividades e reduzir erros devido à mão de obra de tarefas intensivas. Na empresa Portuguesa Henrique Camões, com uma vasta experiência ligada a equipamentos de fabrico têxtil, nasceu a ideia de projetar um protótipo de um equipamento automatizado para o fabrico de colarinhos e punhos, com a finalidade de verificar a sua viabilidade a nível funcional. Este trabalho teve assim por base a necessidade de efetuar um projeto sobre um equipamento capaz de costurar e cortar colarinhos e punhos, a serem aplicados em peças de vestuário. Inicialmente foi efetuado um estudo prévio de levantamento de equipamentos já existentes para fins semelhantes. Foi então necessário idealizar um equipamento capaz de responder às expectativas e exigências por parte do cliente. Após os esboços iniciais, onde foram definidos os tipos de mecanismos e formas de funcionamento dos diferentes sistemas em função dos movimentos e ações pretendidas e a estrutura do equipamento, estes sistemas foram otimizados por forma a se obter como resultado final um equipamento funcional. Foi também projetado o esquema pneumático e Grafcet de funcionamento do equipamento. Como auxiliares do projeto, apresentam-se a lista de componentes e de processos de fabrico, bem como os desenhos de pormenor de todos os componentes integrantes da estrutura. O resultado final é um conjunto de ideias e soluções possíveis de aplicar num equipamento deste tipo. De facto, a solução proposta é uma possibilidade viável para um equipamento automatizado para costura e corte de colarinhos e punhos.

Desenvolvimento de um protótipo de uma máquina perfuradora de rocha natural

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Ensaio à rotura de protótipo de edifício em lajes de betão auto-compactável reforçado com fibras

O presente artigo descreve a investigação experimental realizada para avaliar as potencialidades da utilização de betão auto-compactável reforçado com fibras de aço (BACRFA) na construção de lajes fungiformes de edifícios de habitação e comércio, onde as fibras são o único reforço aplicado nas lajes. Para tal foi construído um protótipo deste tipo de edifícios, à escala 1:4, e ensaiado para condições de carga que permitissem avaliar o seu comportamento em serviço e em rotura. Estes ensaios foram complementados por um extenso programa experimental de caracterização do comportamento mecânico do BACRFA. Os ensaios de fluência no protótipo demonstraram a não ocorrência de fendas, bem como uma deformação dentro dos limites aceitáveis para este tipo de construção até uma sobrecarga de aproximadamente 40 kN/m2. No ensaio à rotura, o protótipo desenvolveu elevada capacidade de carga e rotura dúctil por flexão com formação de padrão difuso de fendas. Os resultados obtidos evidenciaram que o BACRFA desenvolvido demonstra potencial para ser utilizado no tipo de aplicação em causa com benefícios técnico e económicos.

Máquina-ferramenta CNC para gravação: desenvolvimento de protótipo de baixo-custo

Dissertação de mestrado em Engenharia Mecatrónica

Desempenho e características construtivas de um protótipo de dosador pneumático para sementes de arroz

Tendo em vista a elevação do custo das sementes miúdas e a inadequação das semeadoras de precisão atuais, que não semeiam culturas com pequenos espaçamentos entre linhas, o presente trabalho teve o objetivo de apresentar os resultados dos testes de um protótipo de dosador pneumático, tipo cilindro vertical, para sementes de arroz. Foram avaliadas em laboratório a precisão na captação de sementes (com pressões de -56,0; -62,7 e -73,1 kPa, velocidades tangenciais de 0,10; 0,22 e 0,30 m s-1, e orifícios dosadores de 1,2 e 1,5 mm), a regularidade de distribuição longitudinal de sementes (com o reservatório de sementes com 25 e 50% da capacidade, inclinação lateral de 0 e 11º, orifícios com 1,5 mm) e o dano mecânico de sementes, em experimentos inteiramente casualizados. As médias dos tratamentos foram comparadas por meio de análise de variância. Concluiu-se que os melhores resultados na captura foram obtidos na menor velocidade e com o menor nível de pressão, independentemente do tamanho do orifício. A percentagem de capturas simples chegou, em média, a 68,4%, com orifício de 1,5 mm. A precisão de dosagem alcançada na saída do tubo condutor foi de 37,6% de tempos de aceitáveis. O nível de sementes no reservatório e a inclinação lateral não afetaram de forma significativa a precisão. O protótipo não aumentou significativamente o dano mecânico das sementes.

Simulação em protótipo do sistema respiratório com ventilador de pressão positiva e análise das alterações devido às obstruções do fluxo aéreo pulmonar

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Protótipo de sistema automotor para cadeira de rodas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desempenho físico-mecânico de minipainéis de terra crua tratada com aditivos químicos

The aim of this research was to study the effect of chemical additives (lime and Portland cement) associated with sodium silicate on soil in order to obtain compressed soil bricks. Mini panels were constructed with such bricks being their physical and mechanical characteristics determined in laboratory conditions and their behavior evaluated through the association of destructive and non-destructive methods. For this purpose a sandy soil and a finely divided one were added to Portland cement and lime in the dosage of 6% and 10% taken in dry weight basis in relation to the dry soil. The sodium silicate dosage of 4% was also taken in dry weight basis in relation to the dry soil-cement or to the dry soil-lime. The compressed soil bricks were cured in a humidity chamber for 7; 28; 56 and 91 days. The bricks were laid on the fourteenth day to form prismatic mini panels each one with four layers of bricks. After 28; 56 and 91 days the mini panels were submitted to both; ultrasonic and compressive tests to determine its elastic properties (dynamic modulus) and the compressive resistance. The best results in terms of compressive strength, water absorption capacity or dynamic elastic modulus, were reached by the sandy soil added to 10% of Portland cement or lime associated with sodium silicate.

Colheita de cana-de-açúcar com auxílio mecânico

Civil society and sugarcane farmer demands indicate that harvesting technology has enough limitations to jeopardize production in large sugar cane producing areas. This work analyses the current mechanical harvesting compared to a semi-mechanical harvesting proposal, on the bases of eleven characteristics considered determinant for a quick spreading of green cane harvesting on hilly areas, with lower impact on agricultural labor and farmers investment capacity.

Influência do auxílio mecânico na colheita de tomates

Fresh tomato harvest is traditionally made without harvesting aids. The main goal of this research was to evaluate performance parameters of fresh tomato harvesting aid equipment and compare it to traditional harvest, in the state of São Paulo. Therefore, an equipment was developed and the harvest process was evaluated in four different ways: traditional system (harvest system used in Santa Luzia farm, Brotas, SP, Brazil), picker walking with a harvesting aid equipment, picker seated in a harvesting aid equipment and a composition of both systems: two pickers seated and one picker walking in two different velocities ranges. The different systems using harvesting aid showed an average yield by picker more efficient than reference. Harvest system using three pickers showed an increase of 290% on yield average by picker, on the range of 0.5-1.0 fruit per plant, followed by the systems with a walking picker, that increased productivity in 41%, and picker seated harvester, that showed an increase of 35%. These results demonstrate the importance of using a harvesting aid equipment.

Programa preventivo da cárie dentária baseado no controle mecânico da placa bacteriana em crianças, por meio da profilaxia profissional periódica: Resultados após 25 anos de acompanhamento

OBJETIVOS: o objetivo deste trabalho foi verificar a incidência de cárie dentária em um programa de prevenção aplicado durante 25 anos em clínica particular. METODOLOGIA: participaram desse programa 640 crianças de ambos os gêneros, na faixa etária de 3 a 15 anos de idade. O programa foi baseado no controle mecânico da placa bacteriana dentária por meio da profilaxia profissional com jato de bicarbonato de sódio com uma periodicidade mensal. A incidência de cárie foi verificada por meio de exames clínicos durante as sessões de atendimento e radiográficos anualmente. A média de idade das crianças ao ingressarem no programa foi de 7,8 anos. RESULTADOS: antes de ingressar no programa, as crianças apresentaram, em média, 5,3 faces cariadas, enquanto após o programa a média foi de 0,18. A incidência de cáries por ano antes do programa foi de 0,9 faces cariadas e durante o programa de 0,03. O tempo de permanência das crianças no programa foi, em média, de 52,6 meses, e a média de faltas foi de 0,5 falta por ano. Esses resultados demonstram o sucesso do programa, principalmente por ter uma filosofia que procura o equilíbrio da biodiversidade da cavidade bucal, sem o risco de produzir efeitos colaterais indesejáveis. CONCLUSÕES: conclui-se, assim, que esse parece ser o caminho mais curto para resolver o problema da cárie dentária, ou seja, o controle mecânico da placa bacteriana dentária através da profilaxia profissional mensal, pois é um método de prevenção possível de ser aplicado em qualquer criança, independentemente de suas condições psicomotoras e sociais, e que proporciona a melhor relação custo-benefício, além de estar de acordo com os conceitos mais atuais de cárie e de seus fatores etiológicos. Em função da faixa etária das crianças, o programa é de suma importância para clínicas de Odontopediatria e Ortodontia.

Avaliação in vitro da resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst

OBJETIVO: o propósito do presente estudo é avaliar o limite de resistência à flexão de um protótipo de mini-implante desenvolvido para ancoragem do aparelho de Herbst. MÉTODOS: após a realização de um cálculo do tamanho da amostra, quatro corpos de prova contendo os protótipos de mini-implantes foram submetidos a uma força de flexão por engastamento simples, utilizando-se uma máquina universal de ensaios mecânicos, sendo calculado o limite de resistência à força de flexão. RESULTADOS: após os ensaios mecânicos, os novos mini-implantes apresentaram o limite de resistência à força de flexão de 98,2kgf, que foi o menor valor encontrado. CONCLUSÃO: os protótipos de mini-implantes desenvolvidos para ancoragem do aparelho de Herbst foram capazes de suportar forças de flexão maiores do que as forças de mordida descritas na literatura.

SKAN: Skin Scanner - System for Skin Cancer Detection Using Adaptive Techniques

SKAN: Skin Scanner - System for Skin Cancer Detection Using Adaptive Techniques - combines computer engineering concepts with areas like dermatology and oncology. Its objective is to discern images of skin cancer, specifically melanoma, from others that show only common spots or other types of skin diseases, using image recognition. This work makes use of the ABCDE visual rule, which is often used by dermatologists for melanoma identification, to define which characteristics are analyzed by the software. It then applies various algorithms and techniques, including an ellipse-fitting algorithm, to extract and measure these characteristics and decide whether the spot is a melanoma or not. The achieved results are presented with special focus on the adaptive decision-making and its effect on the diagnosis. Finally, other applications of the software and its algorithms are presented.

Opções de manejo de Neoleucinodes elegantalis (Guenée), (Lepidoptera: Crambidae) com bases biológicas e controle mecânico, biológicos e extratos de plantas

A broca-pequena-do-fruto, Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae) é uma praga de grande importância na cultura do tomateiro. Desta forma, métodos de manejo que auxiliem no controle dessa praga e que reduzam a aplicação de agrotóxicos devem ser estudados. O objetivo do presente trabalho foi avaliar métodos alternativos de manejo da broca-pequena-do-fruto, como: o controle biológico, através da utilização de parasitoides do gênero Trichogramma e nematoides entompatogênicos (Heterorhabditis indica e Sterneneima carpocapsae); o controle físico, por meio do ensacamento de cachos de tomate com o tecido-não-tecido (TNT); e o controle químico através do estudo da atividade inseticida de plantas como a pimenta, o fumo, o alho e a mamona nas fases embrionárias, larval, pupal e adulta. Desta forma, por meio das análises foi possível verificar que a espécie e/ou linhagem de Trichogramma que mais se destacou foi T. galloi (Tg1) com características biológicas favoráveis ao manejo de N. elegantalis. Para os nematoides entomopatogênicos, S. carpocapsae, foi o mais efetivo, causando uma mortalidade de 82,93% a uma concentração de 65 juvenis infectivos por pré-pupa da broca-pequena-do-fruto. Através do ensacamento dos frutos, foi possível verificar a redução na oviposição da praga em frutos do tomateiro para quase zero com sacolas de TNT com fundo fechado, não ocorrendo alteração no peso, pH e graus brix do fruto, enquanto que no controle químico através de inseticidas botânicos foi possível verificar o destaque do extrato aquoso de fumo, reduzindo a oviposição, entrada e saída das lagartas nos frutos; causando mortalidade na fase embrionária, lagarta, pré-pupa e pupa da broca-pequena-do-fruto.