Chwalik G., Kromka-Szydek M., Dziechciowski Z.

Gabriela CHWALIK1, Magdalena KROMKA-SZYDEK1,
Zygmunt DZIECHCIOWSKI2
1
Zakład Mechaniki Doświadczalnej i Biomechaniki, Instytut Mechaniki Stosowanej,
Politechnika Krakowska
2
Zakład Napędów Hydraulicznych i Transportu Bliskiego, Instytut Konstrukcji Maszyn,
Politechnika Krakowska
WPŁYW RODZAJU PODŁOŻA ORAZ ZMIANY ŚRODKA
CIĘŻKOŚCI UŻYTKOWNIKA NA KOMFORT JAZDY WÓZKIEM
INWALIDZKIM
THE INFLUENCE OF THE ROAD PAVEMENT TYPE AND USER’S
GRAVITY CENTER ON THE WHEELCHAIR DRIVING COMFORT
Słowa kluczowe: niepełnosprawność, wózek inwalidzki, MES, pomiary drgań
1. WSTĘP
Adaptacja do życia osób z dysfunkcją kończyn dolnych jest możliwa dzięki wózkom
inwalidzkim. Zgodnie z informacjami podawanymi przez GUS ok. 15% ludności Polski to
osoby niepełnosprawne, w tym ponad 50% stanowią osoby z uszkodzeniami narządów ruchu.
Osoba niepełnosprawna spędza ok. ośmiu godzin dziennie na wózku inwalidzkim dlatego tak
ważne jest aby użytkownik wózka nie odczuwał dyskomfortu związanego z codziennym
poruszaniem się. Typ wózka, wymiary (wysokość oparcia, szerokość siedziska itp.) oraz
dodatkowe elementy wyposażenia coraz częściej dobierane są indywidualnie dla każdego z
pacjentów. W celu poprawienia komfortu użytkowania wózka inwalidzkiego oraz polepszenia
efektywności jego poruszania się prowadzone są badania zarówno doświadczalne jak i
numeryczne.
Celem niniejszej pracy było określenie wpływu rodzaju nawierzchni oraz zmiany środka
ciężkości na komfort jazdy użytkownika uniwersalnego wózka inwalidzkiego, na podstawie
pomiaru drgań.
Rys. 1. Zmiana środka ciężkości w zależności od pochylenia użytkownika wózka. K1 i K2 –
odległości od środka ciężkości do kół
XIII Konferencja Naukowa Majówka Młodych Biomechaników im. prof. Dagmary Tejszerskiej
s. 20
2. BADANIA DOŚWIADCZALNE
Przedmiotem badań był uniwersalny, składany krzyżulcowo wózek inwalidzki. Pomiaru
drgań dokonano przy pomocy czterokanałowego miernika drgań, do którego podłączono
przetwornik trójosiowy siedziskowy. Rejestracji drgań dokonano w trzech osiach (osi X
ustawionej zgodnie z kierunkiem jazdy, osi Y prostopadłej do podłokietników , osi Z
prostopadle do płaszczyzny siedziska). Pomiaru drgań dokonano na 13 różnych
nawierzchniach. W badaniu dla każdej z wyznaczonych nawierzchni przeprowadzono dwie
próby. W próbie pierwszej wózek popychany był przez osobę drugą, a użytkownik wózka
siedział w pozycji wyprostowanej (pozycja A). Próbę drugą stanowiła aktywna jazda
użytkownika (pozycja B). Analizę pomiaru drgań dokonano w zakresie częstotliwości od 0,8
do 315 [Hz].
Dla każdego pomiaru sporządzono charakterystykę częstotliwościową. Dla osi Z
zauważono wzrost wartości skutecznej przyspieszenia do 25 [Hz], a następnie gwałtowny
spadek. Charakterystyki częstotliwościowe wykonane dla osi y odznaczały się nieregularnym
przebiegiem, natomiast dla osi X zaobserwowano spadek wartości skutecznej wraz ze
wzrostem częstotliwości. Dla osi x i y w przejazdach w pozycji B zauważono wzrost wartości
skutecznej przyspieszenia dla częstotliwości poniżej 2 [Hz].
Zgodnie z normą PN-N-18002 oceniono ryzyko związane z ekspozycją krótkotrwałą na
drgania użytkownika jako małe. Wraz ze zmianą pozycji użytkownika wózka z A na B (czyli
wraz z przesunięciem środka ciężkości w kierunku kół przednich) obserwuje się zmianę
wartości skutecznej przyspieszenia. Wzrost wartoścí drgań́ mechanicznych zauważono dla
przejazdów w pozycji B. Badanie wykazało, że wpływ na wartości drgań mechanicznych ma
sposób łączenia elementów nawierzchni oraz chropowatość podłoża.
LITERATURA
[1]. Griffin M., Marioka M., „Absolute thresholds for the perception of fore-and-aft, lateral,
and vertical vibration at the hand, the seat, and the foot”, Journal of Sound and Vibration
314, 2008
[1] Sydor M. ,Zabłocki M., „Wybrane problemu doboru i konfiguracji wózka inwalidzkiego
z napędem ręcznym
[2] Sydor M., „Wybór i eksploatacja wózka inwalidzkiego”, Poznań́ , 2003