BazTech - Yadda

1

Research on the Distribution of Axial Excitation of Positive Pressure Ventilators in the Aspect of Stability Safety of the Load-Bearing Frame

Wieczorek Bartosz, Kaczmarzyk Piotr, Warguła Łukasz, Giedrowicz Marcin, Bąk Damian, Gierz Łukasz, Stambolov Grigor, Kostov Boris

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2024

|

Vol. 18, no 1

142--154

EN

Positive pressure ventilators are exposed to self-shifting during their operation. The aim of the article was to perform research analysing dynamic excitations resulting from vibrations caused by the operation of the drive system. The tests included four different fans, including one with an electric drive. The tests carried out made it possible to determine the effective RMS R value of vibrations, which is a maximum of 0.970 G, and the direction of the excitation relative to the vertical and horizontal axes. In addition, the values of vibration amplitudes on individual axes of the adopted reference system were determined. In this case, the highest values were measured on the vertical axes for combustion-powered ventilators (vibration value from 20 to 35 m/s2 ) and in the axis along the fan rotor for electric-powered ventilators (vibration value from 1.1 m/s2).

2

Characterizing Sawdust Fractional Composition from Oak Parquet Woodworking for Briquette and Pellet Production

Warguła Łukasz, Wilczyński Dominik, Wieczorek Bartosz, Palander Teijo, Gierz Lukasz, Nati Carla, Sydor Maciej

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 5

236--247

EN

The particle size distribution of woodworking residues influences the quality of the biofuels made of these materials. Hence, it is essential to investigate the fractional composition of raw materials for pellet production. Tested materials originated from ten parquet manufacturing facilities located in western Poland. The research material consisted of uncontaminated oak (Quercus spp.) wood particles. The tested material had a moisture content ranging from 8.8% to 11.4% and a density of 210.7 ± 1.79 kg/m3. A sieve analysis method segregated the tested material into four distinct size fractions (<1.0 mm, 1.0-2.5 mm, 2.5-5.0 mm, and >5 mm). The average mass shares in these fractions were 53.72 ±0.51%, 35.14 ±0.27%, 9.59 ±0.36%, and 1.55% ±0.11%, respectively. The particle size distributions of wood particles generated in all the facilities demonstrate remarkable similarity. No substantial differences were observed in terms of tilt angle and calorific value. Factors such as variations in raw material species, geographical origins, density, humidity, and technological processes appear to have minimal influence on the sieve-size distributions of the generated sawdust. All these solid wood processing residues can undergo processing into high-quality solid biofuel production.

3

Influence of a hybrid manual - electric wheelchair propulsion system on the user's muscular effort

Wieczorek Bartosz, Warguła Łukasz, Kukla Mateusz

Acta Mechanica et Automatica

|

2023

|

Vol. 17, no. 1

28--34

EN

Self-propelled wheelchairs favour the rehabilitation process, forcing the user to be physically active. Unfortunately, in most cases, the manual propulsion is not adapted to the individual needs and physical capabilities of the user. This paper presents the results of operational tests of a wheelchair equipped with a hybrid propulsion system in which the muscle strength generated by the user is assisted by two independent electric motors. The research aimed to investigate the influence of the applied control algorithm and the assistance factor (W) on the value of the muscular effort (MA) while propelling the wheelchair with the use of push rims. A modified ARmedical AR-405 wheelchair equipped with two MagicPie 5 electric motors built into the wheelchair’s hubs with a power of 500 W was used in this research. The tests were carried out on a wheelchair test bench simulating the moment of resistance within the range of 8–11 Nm. Surface electromyography was employed for the measurement of MA, specifically, a four-channel Noraxon Mini DTS apparatus. The research was carried out on five patients from the group of C50 anthropometric dimensions. The effort was measured for four muscles: deltoid–anterior part, deltoid–posteriori part, and triceps brachii and extensor carpi radialis longus. The effectiveness of the hybrid propulsion system was observed based on the extensor carpi radialis longus muscle. In this case, for the standard wheelchair, the MA ranged from 93% to 123%. In contrast, for a wheelchair equipped with the hybrid propulsion system, at W = 70%, the MA was within the range of 43%–75%.

4

The effects of ArUco marker velocity and size on motion capture detection and accuracy in the context of human body kinematics analysis

Wieczorek Bartosz, Warguła Łukasz, Kukla Mateusz, Kubacki Arkadiusz, Górecki Jan

Technical Transactions

|

2020

|

Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020036

EN

The research aim was to analyse the influence of velocity and size of markers on the accuracy of motion capture measurement utilising image processing with the use of OpenCV. On the basis of the obtained results, the usefulness of the applied measurement method in studying the kinematics of the human body while driving operating a wheelchair was determined. This article presents the test results for a low-budget motion capture measurement system for testing the kinematics of the human body in a single plane. The tested measuring system includes a standard activity camera Xiaomi Yi4K, expanded polystyrene markers with printed ArUco codes, and original software for marker position detection developed by the author. The analysis of the measurement method with regard to its applicability in biomechanical studies has highlighted several key factors: the number of measuring points, measurement accuracy expressed as a relative error and the limit velocity at which the marker trajectory is correctly represented. The article shows that the limit velocity of the marker is 2.2 m/s for 50x50 mm markers and 1.4 m/s for 30x30 mm markers. The number of measured points ranged from 233 to 2,457 depending on the marker velocity. The relative error did not exceed 5% for the marker velocities and thus provided a correct representation of its trajectory.

5

Innovations in Chainsaws Utilised as Mechanical Rescue Devices

Warguła Łukasz, Krawiec Piotr, Kukla Mateusz, Wieczorek Bartosz, Kaczmarzyk Piotr

Safety & Fire Technology

|

2020

|

Vol. 55, iss. 1

142--153

EN

Aim: The aim of the article is to identify innovative design solutions in chainsaws which are used in rescue and firefighting operations. The review concerns commercial solutions, scientific publications and patents. It enables to determine development trends of chainsaws utilised as mechanical rescue devices. Project and methods: Although chainsaw evolution analysis is available in the literature, in the greatest part it concerns only timber harvesting conditions. It lacks a review of technical solutions adapted to rescue and firefighting operations which may involve: wood impurities, the need to work on unstable ground and in limited space, the need to maintain focus in stressful and unpredictable situations. Fire protection units operations are aimed at saving people’s health and life, therefore they should be carried out with the use of machines and devices with the best properties. Conclusions: The solutions presented in the article may affect the development of rescue teams equipment, thereby increasing their efficiency and work safety. Currently, there is a trend toward the use of mobile chainsaws involving: increased durability for cutting wood with impurities, low-emission drives with limited impact on the operator, systems protecting the operator's body against the chain blade during uncontrolled and unpredictable situations, biodegradable oils for chain lubrication. It is necessary to conduct research on innovative solutions towards the usefulness of chainsaws in rescue operations.

PL

Cel: Celem artykułu jest wskazanie innowacyjnych rozwiązań konstrukcyjnych w pilarkach łańcuchowych stosowanych w warunkach akcji ratowniczych i gaśniczych. Przegląd obejmuje rozwiązania komercyjne, publikacje naukowe oraz patenty. Umożliwia nakreślenie trendów rozwoju pilarek łańcuchowych stanowiących mechaniczne urządzenia ratownicze. Projekt i metody: W literaturze dostępne są analizy ewolucji pilarek łańcuchowych, dotyczą one jednak głównie warunków pozyskiwania drewna. Brakuje przeglądu rozwiązań technicznych przystosowanych do akcji ratowniczych i gaśniczych, którym towarzyszą specyficzne warunki: zanieczyszczenia ciętego drewna, praca na niestabilnym podłożu i w ograniczonej przestrzeni, potrzeba dużego skupienia operatorów w stresujących i nieprzewidywalnych sytuacjach. Ze względu na to, że prace prowadzone przez jednostki ochrony przeciwpożarowej służą ratowaniu zdrowia i życia ludzi, powinno się do nich wykorzystywać maszyny i urządzenia o jak najlepszych właściwościach. Wnioski: Rozwiązania zaprezentowane w artykule mogą przyczynić się do rozszerzenia asortymentu zespołów ratowniczych, a tym samym poprawy ich efektywności i bezpieczeństwa pracy. Trendem w rozwoju wyposażenia jednostek ochrony przeciwpożarowej są przenośne pilarki charakteryzujące się: piłami łańcuchowymi o podwyższonej trwałości podczas cięcia drewna zanieczyszczonego, niskoemisyjne i mało oddziaływujące napędy, układy zabezpieczające ciało operatora przed ostrzem piły łańcuchowej podczas niekontrolowanych i nieprzewidywalnych sytuacji, biodegradowalne oleje do smarowania piły łańcuchowej. Dostrzegana jest również konieczność prowadzenia badań nad innowacyjnymi rozwiązaniami w kierunku ich przydatności w akcjach ratowniczych.

6

Ocena emisji związków chemicznych podczas rozkładu termicznego i spalania pasów klinowych

Krawiec Piotr, Warguła Łukasz, Dziechciarz Anna, Małozięć Daniel, Ondrušová Darina

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 1

92--98

PL

Pasy przekładniowe lub transportowe są narażone na działanie wysokiej temperatury, co może być przyczyną pożaru. W pracy poruszono tematykę emisji toksycznych związków najczęściej uwalnianych podczas rozkładu termicznego i spalania pasów klinowych. Siedem pasów klinowych wykonanych z gumy lub poliuretanu spalono w piecu rurowym w temp. 960°C. Za pomocą analizatora gazu FTIR zidentyfikowano 9 produktów gazowych (CO, CO₂, HCN, NO₂, NO, HCl, HBr i SO₂). HF lub HBr były obecne tylko w 2 próbkach. Limity stężenia gazów zostały znacznie przekroczone.

EN

Seven V-belts made of rubbers or polyurethanes were combusted in a tube furnace at 960°C. Nine gaseous products (CO, CO₂, HCN, NO₂, NO, HCl, HBr, and SO₂) were identified. Their sp. emissions and av. concns. by vol. were detd. by using a FTIR gas analyzer. HF or HBr were found in 2 samples only. The results were compared with the concn. limits. They were significantly exceeded.

7

The assessment of fire risk of non-road mobile wood chopping machines

Warguła Łukasz, Kaczmarzyk Piotr, Dziechciarz Anna

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2019

|

Vol. 64, nr 1

58--64

EN

The increase of green infrastructure in urban areas, increases the demand for machines implementing agriculture processes. For such procedures mobile machines with internal combustion unit are most used. While working, these drives are exposed to contamination resulting from the crushing process gets through on both the engine surface and the reach high temperatures. The paper presents the results of convection testing of 400°C on pollutants originating from wood crushing process of pear, pine, aspen, oak, alder, walnut, birch, hornbeam, spruce needles, young spruce branches, leaves and young plum branches. Showing that a few minutes of exposure to the temperature can cause the emission of flammable gases and flame or flameless combustion. It was confirmed that the type of hardness of wood according to Janki's classification does not significantly affect the course of the combustion process as a result of contact with the heated surface. The described issues are significant and up-to-date, as these machines are also used in landfills and waste disposal areas, where till the end of May 2018, 63 fires were recorded.

PL

Wzrost infrastruktury zielonej na terenach miejskich zwiększa zapotrzebowanie na maszyny realizujące zabiegi agrotechniczne, takie jak np. przycinanie lub rozdrabnianie gałęzi. Maszyny te najczęściej współpracują ze spalinową jednostką napędową. Niektóre podzespoły jednostki napędowej nagrzewają się do wysokiej temperatury podczas pracy, a drobne frakcje rozdrabnianego drewna mogą osiadać na rozgrzanych powierzchniach, co stwarza niebezpieczeństwo wystąpienia pożaru maszyny lub otoczenia. W artykule przedstawiono wyniki badań oddziaływania wysokiej temperatury (400°C) w procesie konwekcyjnej wymiany ciepła na rozdrobniony materiał roślinny. Wykazano, że już kilkuminutowe działanie wysokiej temperatury na resztki roślinne może być przyczyną emisji gazów łatwopalnych oraz spalania płomieniowego lub bezpłomieniowego. Potwierdzono także, że rodzaj twardości drewna, wg klasyfikacji Janki, nie wpływa znacząco na przebieg procesu spalania w wyniku kontaktu z rozgrzaną powierzchnią. Opisywana problematyka jest istotna i aktualna, gdyż maszyny te są użytkowane również na terenach składowisk i przetwarzania odpadów, na których do końca maja 2018 roku odnotowano 63 pożary.

8

The determination of the parameters of wheelchair driving with the use of a test bench

Kukla Mateusz, Wieczorek Bartosz, Warguła Łukasz, Górecki Jan

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

299--302

EN

The article presents the aspects related to the preparation and performance of the bio-mechanics tests on the man-wheelchair system during its manual driving. The testing methodology is discussed in detail, including the test stand structure and the measurement system outline. The selected results of the tests and measurements carried out are presented in this work. They referred to the determination of the course of movement, speed and acceleration of the wheelchair-man system driven manually by means of sequences. In addition, the system mass was determined in a continuous manner during each experiment. Such a set of results, at the final stage of works, was analysed and evaluated in terms of quality.

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z opracowaniem i wykonaniem badań biomechaniki układu człowiek-wózek inwalidzki podczas jego ręcznego napędzania. Szczegółowo omówiono metodykę badań z uwzględnieniem konstrukcji stanowiska oraz schematem układu pomiarowego. Przedstawiono również wybrane wyniki przeprowadzonych badań oraz obliczeń. Dotyczyły one wyznaczenia przebiegu przemieszczenia, prędkości oraz przyśpieszenia układu wózek inwalidzki-człowiek napędzanego ręcznie za pomocą ciągów. Dodatkowo wyznaczano również masę układu, w sposób ciągły, podczas trwania każdego eksperymentu. Tak otrzymany zbiór wyników, w końcowym etapie prac, poddano analizie oraz ocenie jakościowej.

9

Prototyp piasty wielobiegowej przekładniowej do ręcznych wózków inwalidzkich : wstępna analiza dynamiki ruchu wózka i biomechaniki ciała człowieka

Wieczorek Bartosz, Kukla Mateusz, Warguła Łukasz

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

419--423

PL

W artykule przeanalizowano dynamiczne aspekty napędzania wózka inwalidzkiego wyposażonego w ręczny napęd. Skupiono się zarówno na dynamice całego układu antropotechnicznego jak i na dynamice ciała człowieka. Ponad to na podstawie uzyskanych konkluzji zaproponowano dwa alternatywne rozwiązania techniczne ręcznych napędów wózków inwalidzkich.

EN

The article analyzes the dynamic aspects of driving a wheelchair equipped with a manual drive. The focus was both on the dynamics of the entire anthropotechnical system as well as on the dynamics of the human body. Moreover, based on the obtained conclusions, two alternative technical solutions for manual wheelchair drives have been proposed.

10

Opracowanie metod wykonywania badań biomechaniki ruchu człowieka przy wykorzystaniu elektromiografii kinezjologicznej

Kukla Mateusz, Wieczorek Bartosz, Warguła Łukasz

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

295--298

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące opracowania metod wykonywania badań biomechaniki ruchu człowieka przy wykorzystaniu elektromiografii kinezjologicznej. Szczegółowo omówiono utworzone procedury dotyczące wyboru umiejscowienia elektrod, przygotowania pacjenta do badań, przeprowadzania eksperymentu oraz opracowania wyników pomiarów. Przedstawiono również wybrane wyniki badań wstępnych.

EN

The article presents the issues concerning the development of methods for performing human biomechanics research utilizing kinesiological electromyography. The procedures concerning the selection of the location of electrodes, patient preparation for testing, conducting the experiment and the development of measurement results are discussed in detail. Selected preliminary test results were also presented.

11

Determining the rolling resistance coefficient of wheelchairs

Warguła Łukasz, Wieczorek Bartosz, Kukla Mateusz

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

364--367

EN

People moving on wheelchairs overcome the forces of resistance such as: air resistance, resistance of the ascent, inertia force and rolling resistance force. Under certain conditions of use of the wheelchair, the only resistance that must overcome the driving force during the movement is the rolling resistance force. This situation occurs during uniformly rectilinear movement, on a flat level surface at speeds of up to 20 km/h, because at this speed the air resistance is negligible. Rolling resistance is mainly influenced by the mass of the rolling object and the rolling resistance coefficient of the running gear. The value of the rolling resistance coefficient can be influenced, among others, by the surface, type and level of pressure in the tire, and the measurement method. There are test methods that in the resistance of rolling beyond the resistance resulting from the contact of the tire with the surface take into account the resistance to connection of the wheel with the driven object. One of them is the innovative method of measuring the rolling resistance coefficient of objects equipped only with the running gear according to the patent application P.424484 and the developed device for these tests in accordance with the patent application P.424483. The article presents the results of wheelchair rolling resistance test with a classic drive system and wheel attachment. These results show differences in the aspect of rolling resistance of classic wheelchairs with wheelchairs equipped with innovative propulsion solutions, such as a lever drive system or a hybrid drive The study was financed from the means of the National Centre for Research and Development under LIDER VII programme, research project no. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.

PL

Osoby poruszające się na wózka inwalidzkich pokonują siły oporów ruchu takie jak: siła oporów powietrza, siła oporów wzniesienia, siła bezwładności oraz siła oporów toczenia. W określonych warunkach użytkowania wózka inwalidzkiego jedynym oporem, który musi pokonać siła napędowa podczas realizacji ruchu jest siła oporów toczenia. Sytuacja taka występuje podczas ruchu jednostajnie prostoliniowego, na płaskiej poziomej nawierzchni przy prędkości do 20 km/h, ponieważ przy tej prędkości opór powietrza jest pomijalnie mały. Na siłę oporów toczenia główny wpływ ma masa toczonego obiektu oraz współczynnik oporów toczenia układu jezdnego. Na wartość współczynnika oporów toczenia może wpływać między innymi nawierzchnia, rodzaj i poziom ciśnienia w oponie, oraz metoda pomiarowa. Istnieją metody badawcze, które w skład oporów toczenie poza oporami wynikającymi z kontaktu opony z nawierzchnią uwzględniają opory połączenia koła z napędzany obiektem. Jedną z nich jest wykorzystana w badaniach innowacyjna metoda pomiaru współczynnika oporów toczenia obiektów wyposażonych tylko w układ jezdny zgodna ze zgłoszeniem patentowym P.424484 oraz opracowanym urządzeniem do tych badań zgodnym ze zgłoszeniem patentowym P.424483. W artykule przedstawiono wyniki badań oporów toczenia wózków inwalidzkich z klasycznym układem napędowym i mocowaniem koła. Wyniki te pozwalają wykazać różnice w aspekcie siły oporów toczenia klasycznych wózków inwalidzkich z wózkami inwalidzkimi wyposażonymi w innowacyjne rozwiązania napędowe takimi jak np. dźwigniowy system napędowy lub napęd hybrydowy. Badanie zostało sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu LIDER VII, projekt badawczy nr. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.

12

Determination of the rolling resistance coefficient of pneumatic wheel systems

Warguła Łukasz, Kukla Mateusz, Wieczorek Bartosz

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

360--363

EN

The basic resistance during moving objects that are equipped with a circular system is rolling resistance. In objects powered by muscle power, such as: bicycles, wheelchairs, mobile machines, shelves and storage trolleys, the problem of rolling resistance limitation is more important than in the case of structures powered by engines characterized by a significant excess of driving force relative to the sum of resistance forces. Research is being carried out on limiting the rolling resistance force, however, there is a lack of methods for measuring this parameter in the actual operating conditions of devices with a drive system without a drive unit. In the article for research, an innovative method was used of measuring the rolling resistance coefficient of objects equipped only with the rolling chassis of accordance with the patent application P.424484 and a test device compatible with the patent application P.424483. The study involved a pneumatic wheel commonly used in wheelchairs, the use of which gains popularity with increased interest in the construction of electric or diesel vehicles with low energy demand. Examples of such vehicles are available during the Shell Eco-marathon competition. The study was financed from the means of the National Centre for Research and Development under LIDER VII programme, research project no. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.

PL

Podstawowym oporem podczas przemieszczania obiektów które są wyposażone w układ kołowy jest opór toczenia. W obiektach napędzanych siłą mięśni takich jak: rowery, wózki inwalidzkie, mobilne maszyn, regały i wózki magazynowe zagadnienie ograniczenia oporów toczenia jest zacznie bardziej istotniejsze niż w przypadku konstrukcji napędzanych silnikami charakteryzującymi się znaczną nadwyżką siły napędowej względem sumy sił oporów ruchu. Prowadzone są badania na ograniczaniem siły oporów toczenia jednak dostrzegany jest brak metod pomiaru tego parametru w rzeczywistych warunkach eksploatacji urządzeń z układem jezdnym bez jednostki napędowej. W artykule do badań zastosowano innowacyjną metodę pomiaru współczynnika oporów toczenia obiektów wyposażonych tylko w układ jezdny zgodny ze zgłoszeniem patentowym P.424484 oraz kompatybilne z metodą urządzenie badawcze zgodne ze zgłoszeniem patentowym P.424483. Badaniu poddano pneumatycznego koła stosowane powszechnie w wózkach inwalidzkich, których zastosowanie zwiększa się wraz ze wzrostem zainteresowania budową pojazdów elektrycznych lub spalinowych o małym zapotrzebowaniu energetycznym. Przykłady taki pojazdów są dostępne podczas zawodów Shell Eco-marathon. Badanie zostało sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu LIDER VII, projekt badawczy nr. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.

13

Badania palności materiałów stosowanych wewnątrz pojazdów samochodowych

Kaczmarzyk Piotr, Lesiak Piotr, Warguła Łukasz, Waluś Konrad Jan

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

74--78

PL

W niniejszej publikacji przedstawiono prędkości rozprzestrzeniania się płomienia po badanych materiałach wg wymagań PN-ISO 3795 Pojazdy drogowe oraz ciągniki, maszyny rolnicze i leśne - Określanie palności materiałów stosowanych wewnątrz pojazdów dla tapicerek pobranych z 15 różnych modeli samochodów osobowych oraz ocenę możliwości wykorzystania alternatywnej procedury badawczej weryfikującej palność wyrobów stosowanych wewnątrz samochodów osobowych.

EN

This publication presents the flame propagation rates of tested materials according to PN-ISO 3795 requirements. Road vehicles and tractors, agricultural and forestry machinery - Determination of combustibility of materials used inside vehicles for upholstery taken from 15 different passenger car models and assessment of the possibility of using an alternative verification procedure flammability of products used in passenger cars.