Development of an instrumented treadmill for physiological and biomechanical evaluations

Para termos evolução do esporte em seus diversos âmbitos não basta investir somente na formação dos atletas, também é fundamental desenvolver equipamentos para o treinamento, monitoramento e avaliação. Esteiras ergométricas são utilizadas há muito tempo para o treinamento, avaliação e pesquisa com atletas de várias modalidades esportivas e também fora do esporte. Tal uso é decorrente de sua praticidade em atividades de baixa, média e alta intensidade em centros de treinamento ou laboratórios de pesquisa. Existem poucas esteiras devidamente instrumentadas e as poucas existentes são de alto custo, superando em alguns casos os US$ 170.000,00. Além do alto custo, suas manutenções são complicadas e muitas vezes inviáveis no aspecto financeiro. Também possuem sistema para leitura de dados fechado, sendo compatíveis apenas com os softwares do fabricante que, normalmente, não se comunicam com outros sensores ou sistemas de aquisição de dados. Por essas razões, pesquisadores de várias áreas têm dificuldade em adaptar as esteiras atuais às suas necessidades. Este fato ocorre até mesmo quando um laboratório possui quantia suficiente de dinheiro para a aquisição de uma esteira importada devidamente instrumentada. Assim, muitas vezes no primeiro defeito, essas ficam inutilizadas por falta de suporte técnico no país. Deste modo, este projeto tem como objetivo projetar e desenvolver uma esteira ergométrica voltada para uso em laboratórios de pesquisa, que seja versátil, adaptável às necessidades dos pesquisadores e em plataforma aberta (Open-Source Hardware and software). A sua automação e instrumentação será em módulos programáveis, fato que permite atualizações e adaptações por qualquer usuário. Além dos recursos convencionais de uma esteira comercial (controle de velocidade e inclinação positiva), o primeiro protótipo da esteira contará com a mensuração da velocidade linear, força de reação do solo, torque no motor, inclinações positiva e negativa, e também será capaz de simular modo de rolagem passiva, com o motor trabalhando apenas para anular as forças de resistência interna da esteira.It is not enough to invest only in the training of athletes, it is also fundamental to develop equipment for training, monitoring and evaluation. Exercise treadmills have long been used for training, assessment and research with athletes of various sports and also outside the sport. Such use is due to its practicality in low, medium and high intensity activities in training centers or laboratories. There are few mats properly instrumented and the few existing ones are high cost, surpassing in some cases the $ 170,000.00. In addition to the high cost, their maintenance is complicated and often unfeasible in the financial aspect. They also have a closed data reading system and are compatible only with the manufacturer\'s software, which normally do not communicate with other sensors or data acquisition systems. For these reasons, researchers from various areas have difficulty adapting the current treadmills to their needs. This occurs even when a laboratory has enough money to purchase a properly instrumented imported treadmill. Thus, often in the first defect, these are rendered useless due to lack of technical support in the country. In this way, this project aims to design and develop an ergometric treadmill intended for use in research laboratories, which is versatile, adaptable to the needs of researchers and open source (Open-Source Hardware and software). Its automation and instrumentation will be in programmable modules, fact that allows updates and adaptations by any user. In addition to the conventional features of a commercial treadmill (velocity and positive slope control), the first prototype of the treadmill will count on linear velocity, ground reaction force, motor torque, positive and negative slopes, and will also be able to simulate passive scrolling mode, with the motor only working to override the internal resistance forces of the belt