PL241525B1 - Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair - Google Patents
Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair Download PDFInfo
- Publication number
- PL241525B1 PL241525B1 PL424482A PL42448218A PL241525B1 PL 241525 B1 PL241525 B1 PL 241525B1 PL 424482 A PL424482 A PL 424482A PL 42448218 A PL42448218 A PL 42448218A PL 241525 B1 PL241525 B1 PL 241525B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- wheelchair
- wheels
- frame
- measuring
- rotating platform
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego składające się z ramy (1) połączonej za pomocą czterech wag tensometrycznych oraz trzech zespołów prowadnic liniowych z szalą wagą (2), na której zamontowano platformę obrotową, cztery rolki trakcyjne, dwa zespoły napędowe (17, 18), a rama (1) jest wyposażona w układ czterech podpór nastawnych (28, 29, 30, 31) oraz podjazdy kół tylnych wózka inwalidzkiego (26, 27) są połączone z ramą (1) za pomocą zawiasów i podjazdy kół przednich wózka inwalidzkiego (24, 25) są połączone z platformą obrotową (3) za pomocą połączenia kształtowego w postaci haków.The subject of the application is a device for simulating operating conditions and measuring the dynamic parameters of a wheelchair, consisting of a frame (1) connected by means of four strain gauges and three sets of linear guides with a weighing pan (2), on which a rotating platform, four traction rollers, two drive units (17, 18), and the frame (1) is equipped with a system of four adjustable supports (28, 29, 30, 31) and the ramps of the rear wheels of the wheelchair (26, 27) are connected to the frame (1) by means of hinges and the ramps of the front wheels of the wheelchair (24, 25) are connected to the rotating platform (3) by means of a positive connection in the form of hooks.
Description
PL 241 525 B1PL 241 525 B1
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego charakteryzujące się możliwością odwzorowania warunków otoczenia, w których porusza się wózek inwalidzki, przy jednoczesnym pomiarze parametrów dynamicznych wynikających z napędzania wózka inwalidzkiego.The subject of the invention is a device for simulating the operating conditions and measuring the dynamic parameters of a wheelchair, characterized by the ability to reproduce the environmental conditions in which the wheelchair moves, while measuring the dynamic parameters resulting from the wheelchair's propulsion.
Znane są rozwiązania poruszające problematykę urządzeń obciążających koła napędowe wózka oraz mierzących wybrane parametry dynamiczne wózka inwalidzkiego, do tych rozwiązań należą: US 4233844 A, WO 1997007739 A1, US 20110015045 A1, US 6716143 B1, US 6645127 B1, US 5643143 A. W przytoczonych rozwiązaniach poruszono problematykę stabilizacji wózka na platformach umożliwiających jego napędzanie w miejscu oraz pomiar momentu napędowego bez efektu w postaci przemieszczania się wózka inwalidzkiego. W takim przypadku konieczne jest unieruchomienie ramy i umieszczenie kół napędowych na odpowiednich elementach tocznych umożliwiających wykorzystanie ciągów lub dźwigni do napędzania wózka. Dodatkowo przytoczone rozwiązania pozwalają obciążyć koła napędowe momentem oporowym i dostarczyć im krętu wynikającego z zastosowania kół zamachowych. W wybranych rozwiązaniach umożliwiono sterowanie momentem oporowym. Niektóre z przytoczonych wynalazków pozwalają analizować wybrane parametry dynamiki napędzania wózka inwalidzkiego takie jak moment napędowy generowany przez kończynę górną.There are known solutions dealing with the problem of devices loading the drive wheels of a wheelchair and measuring selected dynamic parameters of a wheelchair, such solutions include: US 4233844 A, WO 1997007739 A1, US 20110015045 A1, US 6716143 B1, US 6645127 B1, US 5643143 A. the problem of stabilizing the wheelchair on platforms enabling its propulsion in place and the measurement of the driving torque without the effect of the wheelchair moving was discussed. In this case, it is necessary to immobilize the frame and place the driving wheels on the appropriate rolling elements enabling the use of strings or levers to drive the trolley. In addition, the cited solutions allow to load the drive wheels with a resistive torque and provide them with a twist resulting from the use of flywheels. In selected solutions, it is possible to control the resistive torque. Some of the cited inventions allow to analyze selected parameters of wheelchair propulsion dynamics, such as the propulsion torque generated by the upper limb.
Urządzenie opisane w patencie US 4233844 A przedstawia ergometr dla wózków inwalidzkich. Urządzenie to umożliwia stacjonarne ćwiczenia poprzez obciążanie kół napędowych wózka inwalidzkiego. Obciążenie jest efektem dołączenia do kół napędowych kół zamachowych za pomocą wałów połączonych z piastą oryginalnego koła napędowego wózka inwalidzkiego. Zmiana momentu oporów jest efektem mocowania ciężarów w różnych miejscach na kole zamachowym oraz poprzez wykorzystanie hamulców ciernych. Wynalazek ten umożliwia również pomiar momentu napędowego poprzez wychylenie kół zamachowych wywołane skrętem wałów łączących koła zamachowe z kołami wózka inwalidzkiego.The device described in US Patent No. 4,233,844 A shows a wheelchair ergometer. This device enables stationary exercises by loading the drive wheels of the wheelchair. The load is the result of the flywheels being attached to the drive wheels by means of shafts connected to the hub of the original wheelchair drive wheel. The change in the moment of resistance is the effect of attaching weights in different places on the flywheel and through the use of friction brakes. This invention also makes it possible to measure drive torque by deflection of the flywheels caused by the turning of the shafts connecting the flywheels to the wheels of the wheelchair.
Patent WO 1997007739 A1 opisuje urządzenie będące również ergometrem dla wózków inwalidzkich. W rozwiązaniu tym zastosowano specjalną ramę , za pośrednictwem której wywoływany jest opór na kołach napędowych. Rama ta mocowana może być do różnego rodzaju elementów napędowych takich jak ciągi lub dźwignie napędowe. W urządzeniu tym pomiar parametrów dynamicznych nie jest uzależniony od masy człowieka i właściwości wynikających z konfiguracji samego wózka, co jest dużym uproszczeniem. Dodatkowo wynalazek ten zakłada usuwanie kół wózka podczas jego badania.Patent WO 1997007739 A1 describes a device which is also an ergometer for wheelchairs. This solution uses a special frame through which the resistance on the drive wheels is induced. This frame can be attached to various types of drive elements such as strings or drive levers. In this device, the measurement of dynamic parameters is not dependent on the mass of a person and the properties resulting from the configuration of the wheelchair itself, which is a great simplification. In addition, this invention involves the removal of the wheels of the trolley during its examination.
Rozwiązanie opisane w patencie US 20110015045 A1 przedstawia aparaturę do ćwiczeń na wózku inwalidzkim. Stanowi ono rodzaj bieżni dla wózków inwalidzkich. Rozwiązanie to nie wykonuje żadnych pomiarów, jedynie zapewnia stały opór wynikający z zastosowania koła zamachowego o określonej masie. Urządzenie to mocuje przednią część wózka do ramy urządzenia, natomiast tylne koła spoczywają na rolkach. Rolki te za pomocą przekładni cięgnowej połączono z kołem zamachowymThe solution described in the patent US 20110015045 A1 shows an apparatus for exercising in a wheelchair. It is a kind of treadmill for wheelchairs. This solution does not take any measurements, it only provides a constant resistance resulting from the use of a flywheel with a certain mass. This device fixes the front part of the trolley to the frame of the device, while the rear wheels rest on rollers. These rollers are connected to the flywheel by means of a cable transmission
Patent US 6716143 B1 przedstawia wielofunkcyjne urządzenie do wykonywania ćwiczeń na wózku inwalidzkim. Posiada ono wyposażenie umożliwiające ćwiczenie kończyn górnych i dolnych. W rozwiązaniu tym wózek inwalidzki znajduje się na platformie posiadającej dwie rolki, na których znajdują się koła napędowe wózka inwalidzkiego. Umożliwia to napędzanie wózka przy jednoczesnym jego unieruchomieniu. Opór obciążający koła napędowe wózka wynika z wykorzystania hamulca ciernego wywołującego tarcie między klockiem hamulcowym a rolkami, na których spoczywają koła wózka inwalidzkiego.Patent US 6716143 B1 presents a multifunctional device for exercising in a wheelchair. It has equipment that allows you to exercise the upper and lower limbs. In this solution, the wheelchair is located on a platform with two rollers on which the driving wheels of the wheelchair are located. This makes it possible to drive the trolley while immobilizing it. The drag on the drive wheels of the wheelchair is due to the use of a friction brake that causes friction between the brake pad and the rollers on which the wheels of the wheelchair rest.
Urządzenie przytoczone w patencie US 6645127 B1 przedstawia trenażer umożliwiający ćwiczenia na wózku inwalidzkim. W tym przypadku są one związane z napędzaniem wózka na specjalnej platformie uniemożliwiającej ruch wózka. W wynalazku wózek przymocowany jest do platformy za pomocą ramion montowanych do ramy wózka inwalidzkiego. Koła napędowe wózka spoczywają na rolkach, umożliwiających napędzanie kół napędowych wózka inwalidzkiego. Opór w tym rozwiązaniu jest stały i wynika z połączenia jednej rolki za pomocą przekładni pasowej z kołem zamachowym.The device cited in US Patent No. 6,645,127 B1 shows a trainer that allows exercise in a wheelchair. In this case, they are related to driving the trolley on a special platform that prevents the trolley from moving. In the invention, the wheelchair is attached to the platform by means of arms mounted to the wheelchair frame. The drive wheels of the wheelchair rest on rollers that allow the drive wheels of the wheelchair to be driven. The resistance in this solution is constant and results from the connection of one roller with a belt transmission with a flywheel.
Patent US 5643143 A ukazuje urządzenie trenujące ruch napędowy na wózku inwalidzkim. W rozwiązaniu tym koła przednie zamocowane są do platformy za pomocą specjalnej obejmy trzymającej jednocześnie dwa wahacze przednich kół samonastawnych. Przy takim ich zamocowaniu koła tylne spoczywają na jednej rolce, która umożliwia ich obrót podczas napędzania. Do urządzenia może być dołączany generator momentu oporów napędzania. Moment oporowy dostarczany jest na rolkę na poprzedzającą rolkę, na której znajduje się koło napędowe wózka inwalidzkiego.Patent US 5643143 A shows a device for training the propulsive movement in a wheelchair. In this solution, the front wheels are attached to the platform by means of a special clamp holding two rocker arms of the front castor wheels at the same time. With such mounting, the rear wheels rest on one roller, which allows them to rotate while driving. A drive resistance torque generator can be attached to the device. The resistive torque is applied to the roller to the preceding roller, on which the drive wheel of the wheelchair is located.
PL 241 525 B1PL 241 525 B1
Przedmiot wynalazku pozwala na sterowanie momentem napędowym kół napędowych wózka inwalidzkiego w celu symulacji oporów wynikających z poruszania się po rzeczywistych nawierzchniach nośnych. Dodatkowo stanowisko umożliwia na pochylanie ramy wózka symulując w ten sposób podjazdy lub zjazdy z wzniesień. Pochylanie wózka przy dodatkowym symulowaniu oporów toczenia pozwala wymusić zmianę pozycji ciała człowieka co odzwierciedla w sposób dokładny warunki rzeczywiste. Urządzenie pozwala również na pomiar takich parametrów dynamicznych jak droga, prędkość, przyśpieszenie, moment napędowy generowany przez kończynę górną oraz rozkład nacisków na poszczególne koła wózka inwalidzkiego. Pomiar rozkładu nacisków na koła jest niezbędny do określenia sił oporów podczas napędzania wózka, ponieważ każde koło wózka posiada różne współczynniki tarcia tocznego. Ponadto pomiar rozkładu nacisków na koła wózka inwalidzkiego pozwala w sposób pośredni wyznaczyć położenia środka ciężkości badanego układu antropotechnicznego w płaszczyźnie czołowej.The subject of the invention allows to control the drive torque of the wheelchair drive wheels in order to simulate the resistance resulting from moving on real load-bearing surfaces. In addition, the stand allows you to tilt the trolley frame, thus simulating ascents or descents from hills. Tilting the wheelchair with additional simulation of rolling resistance allows you to force a change in the position of the human body, which accurately reflects the real conditions. The device also allows for the measurement of such dynamic parameters as the distance, speed, acceleration, drive torque generated by the upper limb and the distribution of pressures on individual wheels of the wheelchair. The measurement of the distribution of pressure on the wheels is necessary to determine the resistance forces when driving the trolley, because each wheel of the trolley has different rolling friction coefficients. In addition, the measurement of the distribution of pressures on the wheels of the wheelchair allows to indirectly determine the location of the center of gravity of the tested anthropotechnical system in the frontal plane.
Istotą urządzenia do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego zawierającego układ pomiarowy oporu toczenia rozkładu środka ciężkości, drogi, prędkość, przyśpieszenia, momentu napędowego generowanego przez kończynę górną oraz rozkładu nacisków na poszczególne koła wózka inwalidzkiego jest to, że posiada ramę połączoną za pomocą czterech wag tensometrycznych oraz trzech zespołów prowadnic liniowych z szalą wagi. Rama stanowi element nośny stabilizujący całe urządzenie oraz umożliwia jego wypoziomowanie względem podłoża. Szala wagowa stanowi zaś układ odpowiedzialny za symulację warunków poruszania się po różnych nawierzchniach nośnych oraz dodatkowo funkcję elementu pomiarowego zbierającego dane o parametrach biomechanicznych i dynamicznych wynikających z napędzania wózka inwalidzkiego. Istotnym jest połączenie ramy z szalą wagową jednocześnie za pomocą wag tensometrycznych i zespołów prowadnic liniowych. Szale wagowe umożliwiają pomiar rozkładu nacisków na poszczególne koła wózka inwalidzkiego, natomiast wykorzystanie zespołów prowadnic liniowych blokuje poziome ruchy szali wagowej względem ramy. Zabezpiecza to układ przed zakłóceniami pomiarów wykonywanych za pomocą szal wagowych. Ponadto prowadnice liniowe zabezpieczają wagi tensometryczne przed uszkodzeniem powstałym w wyniku wystąpienia sił poprzecznych.The essence of the device for simulating operating conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair, containing a measuring system for rolling resistance, distribution of the center of gravity, distance, speed, acceleration, driving torque generated by the upper limb and distribution of pressures on individual wheels of the wheelchair, is that it has a frame connected by four strain gauge scales and three sets of linear guides with a weighing pan. The frame is a load-bearing element that stabilizes the entire device and allows it to be leveled against the ground. The weighing scale is a system responsible for simulating the conditions of movement on various load-bearing surfaces and, additionally, the function of a measuring element collecting data on biomechanical and dynamic parameters resulting from driving a wheelchair. It is important to connect the frame with the weighing pan at the same time using strain gauge scales and linear guide units. Weighing scales enable the measurement of the pressure distribution on individual wheels of the wheelchair, while the use of linear guide units blocks horizontal movements of the weighing scale relative to the frame. This protects the system against interference with measurements made using weighing pans. In addition, linear guides protect load cell scales against damage resulting from transverse forces.
Zastosowanie trzech zespołów prowadnic liniowych osadzonych na ramie powoduje redukcje stopnia swobody szali wagowej, podpartej na czujnikach tensometrycznych, do jednego pionowego.The use of three sets of linear guides mounted on the frame reduces the degree of freedom of the weighing pan, supported by strain gauges, to one vertical.
Szala wagowa jest wyposażona w platformę obrotową oraz cztery rolki trakcyjne połączone z dwoma zespołami napędowymi. Platforma obrotowa podtrzymuje przednie samonastawne koła wózka inwalidzkiego oraz umożliwia unoszenie lub opuszczanie ich względem poziomu szali wagowej. W efekcie czego możliwe staje się odwzorowanie poruszania się po nawierzchniach nośnych znajdujących się pod kątem względem poziomu. Zadaniem rolek trakcyjnych jest podtrzymywanie i stabilizacja tylnych kół napędowych wózka inwalidzkiego. Rolki trakcyjne umożliwiają napędzanie kół napędowych wózka inwalidzkiego bez jego rzeczywistego przemieszczenia, ponieważ obroty koła napędowego są bezpośrednio przekształcane w obroty rolek trakcyjnych. Połączenie rolek trakcyjnych z zespołami napędowymi umożliwia dostarczanie do nich momentu obrotowego. Jest to niezbędne, aby symulować rzeczywiste warunki występujące podczas poruszania się na wózku inwalidzkim.The weighing pan is equipped with a rotating platform and four traction rollers connected to two drive units. The rotating platform supports the front castor wheels of the wheelchair and allows them to be raised or lowered relative to the level of the weighing pan. As a result, it becomes possible to reproduce movement on load-bearing surfaces located at an angle to the horizontal. The purpose of the traction rollers is to support and stabilize the rear drive wheels of the wheelchair. The traction rollers allow the driving wheels of the wheelchair to be driven without actually moving the wheelchair, as the rotation of the driving wheel is directly converted to the rotation of the traction rollers. The combination of the traction rollers with the drive units allows torque to be supplied to them. This is necessary to simulate the real conditions of moving around in a wheelchair.
Korzystnym jest, że do szali wagowej przy użyciu zespołów łożyskowych zamontowane są rolki trakcyjne. Do rolek trakcyjnych dołączono koła pasowe zębate i połączono ze sobą pasem zębatym. Zastosowanie zespołów łożyskowych umożliwia zamontowanie rolek trakcyjnych na szali wagowej przy jednoczesnym umożliwieniu im swobodnych obrotów. Sprzęgnięcie rolek trakcyjnych pasem zębatym zapewnia taką samą prędkość rolek trakcyjnych podpierających jedno koło napędowe. Jest to istotne, ponieważ rolki trakcyjne wykorzystywane są do wykonywania pomiarów i symulacji obciążeń. Dlatego koniecznym jest unikanie zróżnicowania ich prędkości obrotowych, które wynikać mogą z poślizgów koła napędowego względem pojedynczej rolki trakcyjnej. Rolki trakcyjne korzystnie połączono sprzęgłami z zespołami napędowymi. Zabezpiecza to jednostki napędowe zespołów napędowych przed przeciążeniem.It is advantageous that traction rollers are mounted to the weighing pan by means of bearing units. Toothed pulleys were attached to the traction rollers and connected with each other by a toothed belt. The use of bearing assemblies makes it possible to mount the traction rollers on the weighing pan while allowing them to rotate freely. Coupling the traction rollers with a toothed belt ensures the same speed of the traction rollers supporting one drive wheel. This is important because traction rollers are used to measure and simulate loads. Therefore, it is necessary to avoid diversification of their rotational speeds, which may result from slippage of the drive wheel relative to a single traction roller. Traction rollers are preferably connected with drive units by couplings. This protects the drive units of the drive units against overload.
Korzystnym jest, aby kształt nawierzchni nośnej rolek trakcyjnych był wklęsły. Wklęsłość ta powstaje w wyniku zmniejszania się średnicy walca tworzącego nawierzchnię nośną w kierunku połowy wysokości tego walca. Ukształtowanie rolki trakcyjnej z wklęsłą nawierzchnią nośną zapewnia samo centrowanie się kół wózka inwalidzkiego do połowy wysokości walca tworzącego nawierzchnię nośną.It is preferred that the shape of the bearing surface of the traction rollers is concave. This concavity is created as a result of the diameter of the roller forming the load-bearing surface decreasing in the direction of half the height of this roller. The shape of the traction roller with a concave bearing surface ensures self-centering of the wheels of the wheelchair up to half the height of the roller forming the bearing surface.
Korzystnym jest to, aby szale wagowej posiadały tarcze blokady położenia kątowego wyposażone w otwory rozmieszczone kątowo znajdujące się na obwodzie tarcz. Platforma obrotowa posiada również otwory rozmieszczone kątowo. Tarcza blokady i otwory rozmieszczone kątowo umieszczone na szali wagowej i platformie obrotowej są trwale z nimi połączone i nie zmieniają one swojego położeniaIt is advantageous for weighing pans to have angular position locking discs equipped with angular openings located on the periphery of the discs. The rotating platform also has angular openings. The locking disc and the angular holes placed on the weighing pan and the rotating platform are permanently connected to them and they do not change their position
PL 241 525 B1 względem tych elementów. Pozwala to na określenie położenia platformy obrotowej względem szali wagowej. Ponadto platforma obrotowa musi być zamontowana do szali wagowej przy użyciu zespołów łożyskowych. Zespoły łożyskowe umożliwiają obrót platformy obrotowej względem szali wagowej, a tym samym obracanie względem siebie w tej samej osi tarczy blokady zamocowanej do szali wagowej i otwory rozmieszczone kątowo umieszczone na platformie obrotowej.PL 241 525 B1 with respect to these elements. This allows you to determine the position of the rotating platform in relation to the weighing pan. In addition, the rotating platform must be mounted to the weighing pan using bearing assemblies. The bearing assemblies enable rotation of the turntable relative to the weighing pan, and thus rotation relative to each other in the same axis of the locking disc attached to the weighing pan and the angular openings located on the turntable.
Korzystnym podczas blokowania położenia platformy obrotowej jest to, aby w jednym z otworów rozmieszczonych kątowo w platformie obrotowej i w jednym z otworów rozmieszczonych kątowo w tarczy blokady położenia kątowego umieścić sworzeń. Przy czym platforma obrotowa posiada dwa zestawy otworów rozmieszczonych kątowo, jak i szala wagowa posiada dwie tarcze blokady. Tak więc do blokady położenia platformy obrotowej względem szali wagowej wykorzystywane są dwa sworznie lewy i prawy.When locking the position of the rotating platform, it is advantageous to place a pin in one of the angularly arranged holes in the rotary platform and in one of the angular holes in the angular position locking disc. The rotating platform has two sets of holes arranged at an angle, and the weighing pan has two locking discs. Thus, two left and right pins are used to lock the position of the rotating platform relative to the weighing pan.
W wersji optymalnej platforma obrotowa jest wyposażona w dwa zespoły ramion. Na końcu ramion prostopadle do nich znajduje się zespół podpór przednich kół samonastawnych wózka inwal idzkiego. Na zespole podpór przednich kół samonastawnych podparte są bieżnie koła samonastawnego. Przy czym koło samonastawne jest połączone z podporą przednich kół samonastawnych przy użyciu cięgna dociskowego.In the optimal version, the rotating platform is equipped with two sets of arms. At the end of the arms, perpendicularly to them, there is a set of supports for the front castor wheels of the wheelchair. The castor treads are supported on the front caster support assembly. Wherein the castor is connected to the support of the front castors by means of a clamping rod.
Korzystne jest umożliwienie wjazdu wózka inwalidzkiego na szalę wagową poprzez umieszczenie podjazdów kół tylnych wózka inwalidzkiego oraz osobnych podjazdów kół przednich wózka inwalidzkiego. Podjazdy kół tylnych połączone są z ramą za pomocą zawiasów. Natomiast podjazdy kół przednich połączone są z platformą obrotową za pomocą haków zahaczanych o podpory przednich kół samonastawnych.It is advantageous to allow the wheelchair to enter the weighing pan by placing ramps for the rear wheels of the wheelchair and separate ramps for the front wheels of the wheelchair. The rear wheel ramps are connected to the frame by means of hinges. The ramps of the front wheels are connected to the rotating platform by means of hooks hooked into the supports of the front castor wheels.
Rama urządzenia stanowi podstawę do zabudowy pozostałych komponentów. Ponadto jest ona wyposażona w układ czterech podpór nastawnych połączonych z nią poprzez gwintowany pręt wkręcany w tuleję gwintowaną, znajdującej się w ramie, oraz nakrętkę kontrującą. Każda z podpór ma niezależnie regulowaną głębokość wkręcenia w ramę. Dodatkowo zastosowanie połączenia gwintowego umożliwia bezstopniową regulację wysokości podpór. Elementy te są istotne, ponieważ do prawidłowego funkcjonowania urządzenia niezbędne jest ustawienie szali wagowej w poziomie.The frame of the device is the basis for the installation of other components. In addition, it is equipped with a system of four adjustable supports connected to it through a threaded rod screwed into a threaded sleeve located in the frame, and a counter nut. Each of the supports has an independently adjustable screwing depth into the frame. In addition, the use of a threaded connection enables stepless adjustment of the height of the supports. These elements are important because the weighing pan must be positioned horizontally for the device to function properly.
W wersji alternatywnej urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego umożliwia także samodzielny wjazd wózkiem inwalidzkim na platformę badawczą przez użytkownika wózka inwalidzkiego. Pozwala to na badanie wielu typów wózków inwalidzkich w takiej konfiguracji, w jakiej do tej pory były eksploatowane. Dodatkowo do obsługi stanowiska potrzebny jest tylko jeden badacz.In an alternative version, the device for simulating operating conditions and measuring the dynamic parameters of a wheelchair also enables the wheelchair user to enter the research platform on his own. This allows testing many types of wheelchairs in the configuration in which they have been used so far. In addition, only one researcher is needed to operate the station.
Urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego także opcjonalnie umożliwia samoczynne centrowanie się wózka względem platformy poprzez zastosowanie rolek trakcyjnych z wklęsłą nawierzchnią nośną walca tworzącego. Zapewnia to utrzymywanie wózka w pozycji wyśrodkowanej nawet podczas napędzania go z dużą częstotliwością odepchnięć elementów napędowych wózka inwalidzkiego.The device for simulating operating conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair also optionally enables automatic centering of the wheelchair relative to the platform through the use of traction rollers with a concave supporting surface of the forming roller. This ensures that the wheelchair is kept centered even when propelled with a high frequency of push-backs from the wheelchair's driving elements.
Urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego umożliwia niezależne sterowanie obciążeniami i wykonywanie pomiarów na lewej oraz prawej stronie wózka inwalidzkiego. Możliwe jest to dzięki rozdzieleniu rolek trakcyjnych na te obsługujące prawą i lewą stronę platformy pomiarowej.The device for simulating operating conditions and measuring the dynamic parameters of a wheelchair enables independent control of loads and measurements on the left and right side of the wheelchair. This is possible by separating the traction rollers into those supporting the right and left sides of the measuring platform.
Urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego pozwala na pomiar podstawowych parametrów dynamicznych takich jak droga, prędkość, przyśpieszanie i moment napędowy. Pozwala to na kompleksowe porównywanie różnych konstrukcji wózków inwalidzkich. Dodatkowo umożliwia konfigurację wózka do indywidualnych predyspozycji fizycznych użytkownika.The device for simulating operating conditions and measuring the dynamic parameters of a wheelchair allows you to measure basic dynamic parameters such as distance, speed, acceleration and drive torque. This allows for a comprehensive comparison of different wheelchair designs. In addition, it allows you to configure the wheelchair to the individual physical predispositions of the user.
Korzystnym jest, że urządzenie do symulacji warunków eksploatacji i pomiaru parametrów dynamicznych wózka inwalidzkiego posiada platformę wyposażoną w cztery rolki trakcyjne. Z czego po dwie przypadają na jedną stronę ramy. Jedna rolka z każdej strony połączona jest z kołem zamachowym, silnikiem i hamulcem. Inną korzyścią jest pochylenie rolek do środka platformy pomiarowej względem poziomu.It is advantageous that the device for simulating operating conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair has a platform equipped with four traction rollers. Two of which are on one side of the frame. One roller on each side is connected to the flywheel, motor and brake. Another benefit is the inclination of the rollers to the center of the measurement platform relative to the horizontal.
Korzystnym jest, że opór generowany przez hamulce i silnik nie jest zależny od prędkości ruchu napędowego, tak jak ma to miejsce w przypadku zastosowania samego koła zamachowego. Pozwala to utrzymywać stałe opory, a nie jak w ergometrze zwiększać je proporcjonalnie do wzrostu prędkości obrotu i koła zamachowego.It is advantageous that the resistance generated by the brakes and the engine is not dependent on the speed of the driving movement, as is the case with the flywheel alone. This allows you to maintain constant resistance, and not, as in the ergometer, increase it proportionally to the increase in rotation speed and the flywheel.
PL 241 525 B1PL 241 525 B1
Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:Thanks to the application of the solution according to the invention, the following technical and operational effects were obtained:
• możliwość symulowania oporów toczenia obciążających koło napędowe wynikających z miejsca eksploatacji, • możliwość symulowania wymuszeń oddziałujących na koło napędowe wynikających z miejsca eksploatacji, • pochylanie wózka na stanowisku pomiarowym i wykonywanie ruchu napędowego w pozycji pochylonej, • niezależne obciążanie i wymuszanie koła napędowego lewego i prawego wózka inwalidzkiego, • umożliwia ciągły pomiar parametrów dynamicznych takich jak droga, prędkość, przyśpieszenie i moment napędowy, • umożliwia samodzielny wjazd przez osobę niepełnosprawną wózkiem na platformę pomiarową, • umożliwia pomiar nacisków na poszczególne koła wózka inwalidzkiego.• the ability to simulate rolling resistance loading the drive wheel resulting from the place of operation, • the ability to simulate inputs affecting the drive wheel resulting from the location of operation, • tilting the trolley on the measuring stand and driving in the inclined position, • independent loading and forcing of the left and right drive wheels a wheelchair, • enables continuous measurement of dynamic parameters such as distance, speed, acceleration and drive torque, • enables a disabled person to enter the measurement platform in a wheelchair, • enables measurement of pressure on individual wheels of a wheelchair.
Wynalazek został przedstawiony w ujęciu całościowym, pokazującym kolejność połączeń poszczególnych elementów urządzenia, na fig. 1 i fig. 2. Zasadniczy i najważniejszy element, jakim jest szala wagowa ze zmontowaną platformą obrotową, wagami tensometrycznymi oraz napędami elektrycznymi został przedstawiony na fig. 3. Ilustracja fig. 4 przedstawia układ napędowy wraz z rolkami trakcyjnymi, które mają zamontowane koła zębate połączone pasem zębatym. Przy pomocy sprzęgła podatnego rolki wraz z kołami i pasem zostały połączone z napędem elektrycznym i przekładnią. Na fig. 5 zilustrowano rolkę trakcyjną połączoną z zespołem łożyskowym zamontowanym na szali wagowej. Natomiast fig. 6 ilustruje tarczę blokady położenia kątowego, zamocowaną do szali wagowej, oraz rozkład otworów wykonanych w ramionach platformy obrotowej. Na ilustracji widoczny jest również sworzeń, który blokuje wzajemne położenie obu elementów urządzenia. Sposób zamocowania podjazdu tylnego koła wózka inwalidzkiego do ramy urządzenia przy pomocy zawiasów został przedstawiony na fig. 7. Na fig. 8 zilustrowano jedną z czterech podpór nastawnych służących do regulacji ustawienia stanowiska względem poziomu podłoża, na którym został zamocowany przedmiot wynalazku. Fig. 9 przedstawia połączenie kształtowe podjazdu kół przednich z platformą obrotową, w postaci haków. Na ostatniej z ilustracji fig. 10 zobrazowano metodę przymocowania przednich kół samonastawnych do podpór kół przednich wózka inwalidzkiego przy użyciu dwóch cięgien elastycznych.The invention is presented in its entirety, showing the sequence of connections of individual elements of the device, in Fig. 1 and Fig. 2. The basic and most important element, which is a weighing pan with an assembled rotary platform, strain gauge scales and electric drives, is shown in Fig. 3. Illustration Fig. 4 shows the drive system with traction rollers which have gear wheels connected by a toothed belt. Using a flexible coupling, the rollers with wheels and belt were connected to the electric drive and transmission. Fig. 5 shows a traction roller connected to a bearing assembly mounted on a weighing pan. Fig. 6, on the other hand, illustrates the angular position locking disc, attached to the weighing pan, and the distribution of holes made in the arms of the rotating platform. The picture also shows a pin that locks the position of both elements of the device. The method of attaching the ramp of the rear wheel of the wheelchair to the frame of the device with the use of hinges is shown in Fig. 7. Fig. 8 shows one of the four adjustable supports used to adjust the position of the stand relative to the level of the ground on which the subject of the invention was fixed. Fig. 9 shows the shape connection of the driveway of the front wheels with the rotating platform, in the form of hooks. The last illustration in Fig. 10 shows the method of attaching the front casters to the front wheel supports of the wheelchair using two elastic bands.
Urządzenie zbudowane jest z ramy (1), do której poprzez cztery wagi tensometryczne (4) (5) (6) (7) zamontowana jest szala wagowa (2). Ruch szali wagowej (2) względem ramy (1) jest możliwy tylko w kierunku normalnym do płaszczyzny podstawy w wyniku zastosowania trzech zespołów prowadnic liniowych (8) (9) (10). Na szali wagowej znajduje się platforma obrotowa (3) wraz z zespołami do blokady położenia kątowego platformy (15) (16) oraz cztery rolki trakcyjne (11) (12) (13) (14) połączone z sobą zespołami napędowymi (17) (18). W skład zespołu napędowego wchodzi pas zębaty (19), koła zębate (20) (21), napęd elektryczny z przekładnią (22) i sprzęgło (23). Konstrukcja urządzenia umożliwia wprowadzenie wózka inwalidzkiego pomiędzy rolki trakcyjne bez wykorzystywania dodatkowych urządzeń dźwignicowych. Jest to możliwe poprzez zastosowanie podjazdów dla kół przednich (24) (25) i podjazdów dla kół tylnych (26) (27).The device is made of a frame (1) to which a weighing pan (2) is mounted by means of four strain gauge scales (4) (5) (6) (7). Movement of the weighing pan (2) in relation to the frame (1) is possible only in the direction normal to the base plane as a result of the use of three sets of linear guides (8) (9) (10). On the weighing pan there is a rotating platform (3) with units for blocking the angular position of the platform (15) (16) and four traction rollers (11) (12) (13) (14) connected with drive units (17) (18 ). The drive unit consists of a toothed belt (19), toothed wheels (20) (21), an electric drive with a gear (22) and a clutch (23). The design of the device allows the wheelchair to be placed between the traction rollers without the use of additional lifting devices. This is possible by using ramps for the front wheels (24) (25) and ramps for the rear wheels (26) (27).
Przed wprowadzeniem wózka inwalidzkiego na szalę wagową (2) należy sprawdzić spoziomowanie ramy (1) względem podłoża i dokonać ewentualnych korekt poziomu przy wykorzystaniu układu czterech podpór nastawnych (28) (29) (30) (31). Następnie wskazane jest sprawdzenie, czy platforma obrotowa (3) znajduję się w pozycji zerowej, w której powinna być zablokowana przy użyciu zespołów blokady położenia kątowego platformy (15) (16). Zespoły składają się ze sworznia (32) oraz tarczy blokady położenia kątowego (33). W kolejnym kroku wskazane jest wyzerowanie odczytywanych wartości przez układ pomiarowy z wag tensometrycznych (4) (5) (6) (7). Tak przygotowane urządzenie jest gotowe do wprowadzenia wózka inwalidzkiego na platformę pomiarową (3).Before placing the wheelchair on the weighing pan (2), check whether the frame (1) is level with the ground and make possible level adjustments using the system of four adjustable supports (28) (29) (30) (31). Then it is advisable to check that the rotating platform (3) is in the zero position, in which it should be locked using the angular position locking units of the platform (15) (16). The assemblies consist of a pin (32) and an angular position locking disc (33). In the next step, it is advisable to reset the read values by the measuring system from strain gauge scales (4) (5) (6) (7). The device prepared in this way is ready for the wheelchair to be placed on the measuring platform (3).
Przy założonych podjazdach kół przednich (24) (25) i zamontowanych podjazdach kół tylnych (26) (27) operator wózka może powoli wjechać na urządzenie. Podczas wtaczania wózka inwalidzkiego pomiędzy rolki trakcyjne (11) (12) (13) (14) wskazana jest asysta osoby trzeciej. Ma ona zabezpieczać urządzenie przed gwałtownym uderzeniem kół tylnych wózka inwalidzkiego o rolki trakcyjne, gdyż może ono prowadzić do uszkodzenia wag tensometrycznych (4) (5) (6) (7). Po wprowadzeniu tylnych kół wózka inwalidzkiego między rolkami trakcyjnymi (11) (12) (13) (14) należy zdemontować podjazdy kół przednich (24) (25) i zablokować pozycje przednich kół samonastawnych wózka (50) przy pomocy cięgna elastycznego (51). Następnie przysunąć do obu kół tylnych zespół pomiarowy do odczytu prędkości obwodowej kół wózka inwalidzkiego.With the front wheel ramps (24) (25) in place and the rear wheel ramps (26) (27) installed, the truck operator can slowly drive onto the machine. When rolling the wheelchair between the traction rollers (11) (12) (13) (14), the assistance of a third person is advisable. It is to protect the device against a violent impact of the rear wheels of the wheelchair against the traction rollers, as it may damage the load cell scales (4) (5) (6) (7). After inserting the rear wheels of the wheelchair between the traction rollers (11) (12) (13) (14), dismantle the ramps of the front wheels (24) (25) and block the positions of the front castor wheels of the wheelchair (50) with the elastic cord (51). Then move the measuring unit to both rear wheels to read the circumferential speed of the wheelchair wheels.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424482A PL241525B1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL424482A PL241525B1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL424482A1 PL424482A1 (en) | 2019-08-12 |
| PL241525B1 true PL241525B1 (en) | 2022-10-17 |
Family
ID=67549982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL424482A PL241525B1 (en) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241525B1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103776635B (en) * | 2012-10-18 | 2016-04-20 | 上海理工大学 | Wheel-chair steady stability system safety testing device |
| UA106797C2 (en) * | 2012-12-21 | 2014-10-10 | Український Науково-Дослідний Інститут Протезування, Протезобудування Та Відновлення Працездатності | DEVICE FOR TESTING wheelchairs |
| CN203798581U (en) * | 2014-04-22 | 2014-08-27 | 上海医疗器械高等专科学校 | Static load testing device for wheelchair |
-
2018
- 2018-02-02 PL PL424482A patent/PL241525B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL424482A1 (en) | 2019-08-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5749668A (en) | Apparatus for exercising and/or rehabilitating an ankle | |
| EP0469006B1 (en) | Exercise and training apparatus | |
| US7604572B2 (en) | Apparatus and method for wheelchair aerobic stationary exercise | |
| US4938475A (en) | Bicycle racing training apparatus | |
| US4976424A (en) | Load control for exercise device | |
| NL1021957C2 (en) | Device for measuring the static and / or dynamic coefficient of friction of a surface. | |
| US8641581B2 (en) | Ergometric training device | |
| DiGiovine et al. | Dynamic calibration of a wheelchair dynamometer. | |
| WO1993005711A1 (en) | Exercise platform for physiological testing | |
| US5242351A (en) | Flywheel inertial exercise device | |
| JP6831331B2 (en) | Drive system and rehab equipment | |
| WO2013148916A1 (en) | Active resistance dynamometer for wheel testing | |
| CN102401738B (en) | Fatigue strength test device for parking brake of wheelchair | |
| KR100913600B1 (en) | A measuring instrument of muscular strength | |
| WO2021159102A1 (en) | System and method for vestibular assessment and rehabilitation | |
| CN109341916B (en) | Dynamometer for electrodynamic balance car | |
| US11065501B2 (en) | Single-arm workout body conditioning machine | |
| PL241525B1 (en) | Device for simulation of exploitation conditions and measuring dynamic parameters of a wheelchair | |
| KR100874631B1 (en) | Dynamic Force Measurement System for Tire Test Station | |
| CN111964864B (en) | Balance rotation calibration loading device and calibration loading method for wind tunnel test bed of helicopter | |
| JP2003513227A (en) | Portable roller dynamometer and vehicle test method | |
| EP1328786B1 (en) | Tire testing machine | |
| CN209247213U (en) | A kind of automobile-used dynamometer machine of electrodynamic balance | |
| EP3983874A1 (en) | Ambulation simulating apparatus | |
| RU2181194C2 (en) | Device for measuring forces acting on wheel |