Badania modelu napędu ręcznego wózka dźwigniowego pod względem zużycia energii

• Autorzy: Kozłowski Maciej , Wołos Magdalena

Warianty tytułu

EN

Study of lever drive wheelchair propulsion model in terms of energy usage

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki analizy własności energetycznych modelu wózka inwalidzkiego dźwigniowego ręcznego. Zastosowano techniki modelowania, symulacji i walidacji modelu. Parametry modelu zidentyfikowano na podstawie założeń technicznych oraz identyfikacji dynamicznej. Zbiór danych pomiarowych podzielono na dane treningowe i testujące. W identyfikacji dynamicznej momentu obrotowego hamulca oraz stopnia przełożenia kinematycznego przekładni redukcyjnych wykorzystano dane treningowe. Poprawność działania modelu sprawdzono na danych testujących. Model zaimplementowano w środowisku Matlab-Simulink. Jako wyniki pracy przedstawiono charakterystyki sprawności energetycznej napędu wózka dźwigniowego. Przedstawiono oraz udowodniono tezę, że opracowany model generuje przebiegi zmiennych stanu w sposób zgodny z otrzymywanymi wynikami pomiarów.

EN

This study presents the results of the analysis of the energy properties of a manual wheelchair model. Modeling, simulation and validation techniques were used. Parameters of the model were identified on the technical assumptions and dynamic identification. The measurement data has been divided into training and testing data. The training data were used for dynamic identification of the brake torque and the kinematic transmission ratio of the reduction gears. The testing data were used to check the accuracy of the model. The model has been implemented in the Matlab-Simulink environment. The energy efficiency characteristics of the lever drive wheelchair propulsion were presented as results of the work. The study includes the following research stages: (1) Execution of a series of measurements in the research environment, (2) Developing a nomnal and mathematical model of the stand (3) Identification of the model parameters (4) Implementation of the model in a programming environment (5) Model verification and validation (6) Carrying out the calculations of energy parameters including instantaneous efficiency and energetic efficiency of the work cycle. The study presents and proves the thesis that the developed model generates the course of state variables in a manner consistent with the obtained measurements results.

Słowa kluczowe

PL

wózek inwalidzki dźwigniowy; modelowanie; walidacja

EN

lever drive wheelchair; modelling; validation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 126
• Strony: 87--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kozłowski Maciej

• Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

autor

Wołos Magdalena

• Edag Engineering Polska Sp. z o.o. (Odział w Warszawie)

Bibliografia

• 1. Biznes newseria: https://biznes.newseria.pl/news/innowacyjny-wozek,p85543990, dostęp: 28/10/2018.
• 2. Choromański W. Ekomobilność. Tom II. Innowacyjne rozwiązania poprawy i przywracania mobilności człowieka. Warszawa: WKŁ, 2014.
• 3. Choromański W., Fiok K., Dobrzyński G.: „Optimizing the lever propelling system for manual wheechairs,” Bulletin of the Polish Academy of Sciences, Technical Sciences, tom 60, nr 4, pp. 793-800, 2012.
• 4. Choromański W., Potyński A., Fiok K., Dobrzyński G.: Zgłoszenie patentowe P-400484 - pt.: "Stanowisko do badania wózków dźwigniowych" - zgłoszenie z dnia 23.08.2012.
• 5. Dziennik, Dźwigniowy system napędowy wózka inwalidzkiego, http://edukacja.dziennik.pl/eureka-dgp/wynalazki/artykuly/447663,dzwigniowy-system-napedowy-wozka-inwalidzkiego.html, dostęp: 28/10/2018.
• 6. Fiok K.: Optymalizacja parametryczna innowacyjnego wózka inwalidzkiego z napędem ręcznym. Warszawa: rozprawa doktorska, 2014.
• 7. Fiok. K., Mróz A.: How does lever length and the position of its axis of rotation influence human performance during lever wheelchair propulsion?, Journal of Electromyography and Kinesiology, Volume 25, Issue 5, October 2015, Pages 824-832, https://doi.Org/10.1016/j.jelekin.2015.06.007
• 8. Grit freedom chair: https://www.gogrit.us/how-it-works/, dostęp: 28/10/2018
• 9. Jenkins A., Gooch S.D., Theallier D., Dunn J.: Analysis of a Lever-Driven Wheelchair Prototype and the Correlation between Static Push Force and Wheelchair Performance, 19th IFAC World Congress Volume 47, Issue 3, Pages 9895-9900.
• 10. Polska Norma, Wyroby pomocnicze dla osób z niepełnosprawnością - klasyfikacja i terminologia, PN-EN ISO 9999:2011
• 11. Rozendaal, L. A., Veeger, H.E.J., van Der Woude: The push force pattern in manual wheelchair propulsion as a balance between cost and effect, Joumalof Biomechanics, 2003, Vol.36(2), pp. 239-247
• 12. Sydor M.: Wybór i eksploatacja wózka inwalidzkiego. Poznań: Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, 2003.
• 13. Sydor M., Zabłocki M., Torzyński D.: Translacja potrzeb człowieka na konstrukcję wózka inwalidzkiego. Poznań: Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej, 2017.
• 14. Wołos M.: Badania modelu napędu ręcznego wózka dźwigniowego pod względem zużycia energii. Praca Dyplomowa Inżynierska na kierunku Transport, Politechnika Warszawska 2019.
• 15. Woude L.H., Veeger H.E., Dallmeijer A.J., Janssen T.W., Rozendaal L.A.: Biomechanics and physiology in active manual wheelchair propulsion, Medical Engineering & Physics, tom 23, pp. 713-733, 2001.
• 16. Wózek dźwigniowy - eco-mobilność: http://www.eco-mobilnosc.pw.edu.pl/pl_wozek-dzwigniowy,52.html, dostęp: 23/10/2018.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).