A partir dos dados coletados quando da visita à instituição e da entrevista com os fisioterapeutas, foi dado início ao desenvolvimento do projeto da cadeira.
Primeiramente, foi necessário definir como seria a movimentação da cadeira para que essa pudesse obter resultados semelhantes aos dos exercícios citados. Baseado na resposta da pergunta 4 da entrevista do Apêndice C, foi possível constatar que os exercícios realizados com as crianças são semelhantes aos exercícios de cinesioterapia citados anteriormente e que consistem principalmente na articulação dos membros para fortalecimento muscular e maior flexibilidade. Desse modo, observamos que o movimento principal realizado pela cadeira seria uma alternância entre uma posição de repouso, onde a criança ficaria sentada, e uma posição totalmente ereta, trabalhando assim posicionamento e articulação dos membros, Figura 14.
Figura 14 - Posição Sentada (esquerda) e posição ereta (direita) Fonte: Autoria própria.
O ponto de partida para decidir as dimensões da cadeira, foi a altura média das crianças que a usariam e que, de acordo com a entrevista é de aproximadamente 1m de altura. Através deste dado pode-se estipular o tamanho que as partes móveis da cadeira (encosto, assento e apoio de pernas) somariam juntos na posição ereta. Por razões de variabilidade dos tamanhos das crianças, foi
adicionada uma margem no tamanho das partes, que juntas somariam 1300mm. As partes móveis foram divididas em: encosto de tronco com 550mm, assento com 300mm e apoio de pernas com 450mm, sendo tais medidas suficientes para abranger a variabilidade das estaturas das crianças. Para assegurar que as três partes da cadeira teriam liberdade de movimentação, foi decidido que elas se uniriam por dobradiças, fazendo com que a medida final totalizasse 1332mm.
Foi constatado que ao sair da posição de repouso para a posição ereta, a cadeira realiza o movimento em cima de um ponto, o ponto A, Figura 15, localizado abaixo do acento, que necessariamente precisa estar fixo para garanti-lo. Definimos que esse ponto ficaria a 100mm de distância da parte da frente da cadeira, para garantir o movimento total e sendo um ponto de sustentação.
Figura 15 - Ponto A Fonte: Autoria própria.
Com o tamanho da estrutura e de suas partes móveis previamente determinados, foi observado que a cadeira, ao partir da posição de repouso até ficar completamente ereta, desloca-se a um ângulo de 47,29º em relação a sua base. Ao analisar todo o movimento, foi possível verificar que a forma mais simples de realizá- lo seria se a força fosse aplicada no ponto médio do assento da cadeira, que chamamos de ponto B. Através disso pode se calcular que para chegar a 47,29º, este ponto se desloca 63,19mm no eixo Y, como mostra a Figura 16.
Figura 16 - Ângulo e deslocamento do assento. Fonte: Autoria própria.
Uma vez que o deslocamento do ponto médio seria de 63,19mm, foi decidido que o esforço seria feito por um atuador linear. Este atuador é um mecanismo composto de motor interligado com um pistão que ficaria posicionado abaixo do acento da cadeira e ao ser acionado pelo motor, faria o acento levantar.
Para adquirir o atuador, primeiro teríamos que saber qual o tamanho que ele precisaria ter e o curso do pistão, para o movimento ser preciso e também o torque para poder aguentar o peso mínimo da criança. Entretanto, ao pesquisar os atuadores disponíveis no mercado, percebemos que os fabricantes disponibilizavam apenas atuadores com deslocamento de curso de 50mm, 100mm, 150mm, 200mm, etc. Assim, não foi possível achar um atuador com o deslocamento igual ao do ponto médio (B) da Figura 16, com 63,19mm. Por esse motivo definiu-se o ponto C, Figura 17, que se distancia 33,98mm do ponto B em relação ao eixo Z, isso para que o deslocamento realizado fosse de 100mm, coincidindo com o motor disponível no mercado.
Figura 17 - Ponto C Fonte: Autoria própria.
Como foi levantado na pesquisa do Apêndice 3, o peso médio das crianças que utilizariam o equipamento seria de 40Kg, e desse modo o motor precisaria realizar no mínimo um esforço de 40Kgf. O atuador de 100mm citado anteriormente tem capacidade de trabalhar com cargas de até 1200N ou 122Kgf, o equivalente a uma pessoa de 122Kg aproximadamente. Portanto, o atuador de 100mm possui também o torque necessário para as especificações do projeto. Sendo assim, este foi o atuador escolhido para o projeto, pois além de preencher todos os requisitos técnicos, ele apresenta economia de espaço sendo pequeno, leve e fácil de manejar (Anexo A).
Para fixar o motor na cadeira, foi projetado um acoplamento, em forma de T, Figura 41, cuja parte horizontal possuí dois parafusos que fixam na parte de baixo do assento, e a parte vertical possuí um parafuso que é conectado juntamente com o furo do atuador, Figura 52 (esquerda).
Com o atuador fixado no assento através do T, foi possível medir a distância que ele ficaria da base da cadeira, necessitando de um apoio para mantê-lo fixo. Assim, fez-se necessário o projeto de um mancal, fixo na base da cadeira, que sustentasse o motor. Como a distância do motor, fixado no assento, até o chão é de 270,72mm, o mancal deveria ter essa mesma medida ficando o seu esboço, tal como na Figura 38.
Tendo então as dimensões da estrutura da cadeira, as das partes moveis, o ângulo do deslocamento juntamente com o ponto de aplicação da força e as especificações do motor, mancal e do acoplamento, foi projetado o esboço da cadeira que deveria ser montada tal como na Figura 18.
Figura 18 – Esboço da cadeira, visão em perspectiva (a) e visão lateral (b) Fonte: Autoria própria.