Orientador: Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-13T06:15:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoelFerreirada_M.pdf: 9536924 bytes, checksum: c20506c78c6b701b46bf63781f7fc0c6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho é propor um mecanismo alternativo para a superação de barreiras arquitetônicas do tipo rampas de até 8°. As cadeiras de rodas manuais convencionais exigem esforço muscular do usuário nos aros de propulsão, sendo muitas vezes um mecanismo ineficiente na superação destas barreiras arquitetônicas. Este mecanismo alternativo dotado de uma combinação de alavancas propulsoras e embreagem seletiva que permite o travamento das rodas traseiras da cadeira de rodas no avanço de superação de rampas e rodas livres no momento da propulsão convencional. Foi utilizado o ambiente de Working Model 3D® para a simulação da cadeira de rodas no momento da progressão da superação de rampas. A partir de uma revisão bibliográfica dos padrões de propulsão, desempenho e de mecanismos alternativos existentes, foi elaborada a proposta do presente mecanismo alternativo. / Abstract: This study aims to present a proposal of an alternative mechanism that is able to surpass architectural barriers like ramps with an inclination up to 8 degrees. The conventional manual wheelchair requires muscular effort from the user at rims of propulsion. Although this thousandyear- old mechanism of propulsion isn't efficient enough to surpass architectural barriers. This alternative mechanism, composed by a combination of propellers levers and selective clutch, allows the user to break the rear wheels when advancing ramps, and free wheels at the moment of conventional propulsion.For this study it was considered a Working Model 3D® environment to simulate the wheelchairs at the moment of progressive surpass of ramps. A bibliographical review envolving the binomial wheelchair - user, considering standards of propulsion, performance and existing alternative mechanisms, generated the proposal of this present alternative mechanism. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:45:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hamanaka_MarcosHenriqueMamoruOtsuka_M.pdf: 4567741 bytes, checksum: 7c7df1a76919bbb91e5842acfe08faf8 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado

Orientador : Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LombardiJunior_ArleydeBarros_M.pdf: 17351461 bytes, checksum: 1ae230a116e027f02c51f319b0ba84c4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Cadeiras de roda são geralmente a única solução disponível que visa resolver problemas de mobilidade, contudo até agora não foram eficientes em- trazer para pessoas em condição de deficiência motora a completa integração à sociedade, este trabalho visa minimizar problemas de lesão por esforços repetitivos ocorridos na tentativa de transpor barreiras arquitetônicas como rampas e terrenos irregulares, em especial as crianças, uma vez que não possuem força suficiente para transpor obstáculos ou mesmo mover-se em uma cadeira de rodas comum, sentindo-se frustrados em ter que pedir auxílio o que gera um sentimento de dependência e atrapalha seu desenvolvimento social e pessoal. Objetivou-se a concepção de um mecanismo servo-assistido que auxiliasse a transposição de obstáculos. Como metodologia foi necessário a caracterização da população usuária e a influência da cadeira de rodas como elemento presente no seu desenvolvimento psicossocial além da modelagem cinemática e dinâmica da cadeira de rodas que foi utilizada na determinação de parâmetros para o controle do mecanismo servo-assistido, a modelagem da propulsão que permitiu a comprovação da redução dos esforços nas juntas dos membros superiores com a utilização da proposta / Abstract: Wheelchairs are usually the only solution available to solve the problem of mobility, however still now they are not enough efficient to bring handicapped condition people for a full interaction with the society, this work intent to minimize repetitive effort lesion problem, which occur transposing some difficult architectonic barriers as steps, ramp or irregular flour, especially children users, because they usually do not have enough power to transpose this kind of obstac1e or moving themselves in a common wheelchair and in most time they feel frustrated in having to ask for helping what causes a dependence feeling which in consequence disturbs their social and personal developing. The objective is the servo-assisted mechanism conception which helps users to transpose this obstac1es. The methodology used was firstly the complete user population characterisation and wheelchair influence over the users development psycho-social, besides was done cinematic and dynamic wheelchair modelling which was used to determine parameters for mechanism servo-assisted control. Finally propulsion modelling allow to confirm efforts reductions in upper extremity joints when the proposal was applied. / Mestrado / Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Pessoas com deficiência motora têm poucas opções na seleção de cadeiras de rodas que atendam suas necessidades de deslocamento, comodidade e segurança para a realização das tarefas da vida diária, principalmente com as tecnologias assistivas disponíveis no Brasil. Com o intuito de auxiliar os cadeirantes, facilitando seus deslocamentos em vias públicas, foi desenvolvido um sistema de simulação numérica e um protótipo para teste de controle de suspensão autonivelante para aplicar em cadeiras de rodas. Baseado nos resultados numéricos obtidos por meio da simulação, a planta de teste de controle foi montada visando ao estudo do desempenho da dinâmica vertical. O sistema de inclinação lateral e frontal é apresentado com o uso de atuadores para controlar os movimentos de arfagem e rolagem de uma cadeira de rodas motorizada. Os sistemas foram expostos a diversas perturbações e os resultados mostram que o controle pode melhorar o conforto e a segurança de cadeirantes em percursos em vias públicas, dependendo da velocidade de aplicação da perturbação. / People with disabilities have little choice go select a wheelchairs which meets most of the displacement, comfort and safety requirements to perform their daily life tasks, particularly amid assistive technologies available in Brazil. In order to aid disabled persons, facilitating wheelchairs displacements on public roads courses, it was designed and developed a numeric simulation model and a prototype for the test of a wheelchair self-leveling suspension control system. Based upon the numeric results obtained from the model simulation, the control test platform was created aiming to ascertain the vertical dynamics performance. The lateral and frontal tilting system is presented, using actuators to control the leveling and rolling movements of a motorized wheelchair. The system underwent a variety of perturbations and the results demonstrate the control may improve comfort and safety for the wheelchairs displacements on public roads courses, depending on the velocity of application of the perturbation.

O objetivo deste trabalho é avaliar a distribuição de pressão, no assento e no encosto, relacionada à variação do ângulo de tilt da cadeira de rodas e contribuir para uma melhor prescrição de sistemas de adequação postural na posição sentada. Para tanto, estruturou-se uma pesquisa descritiva composta por procedimentos tipo estudos de casos. A pesquisa foi direcionada a usuários com diagnóstico de Paralisia Cerebral, nível motor IV e V (GMFCS) e que necessitam de um melhor posicionamento no sentar. Para as análises, foram utilizadas as almofadas pré-fabricadas que acompanham a cadeira em conjunto com as técnicas de mapeamento de pressão e termografia. As principais variáveis analisadas foram a distribuição de pressão e de temperatura, por meio de diagramas, bem como foram avaliados estatisticamente os respectivos valores médios. Os resultados demonstraram que nenhum dos 15 usuários avaliados apresentou postura adequada no sistema de assento e encosto padrão da cadeira de rodas. A distribuição da pressão mostrou-se inadequada, em geral, com picos importantes atribuídos à falta de estabilidade da pelve e do tronco. A utilização de cadeira de rodas com tilt é indicada, porém, faz-se necessária uma cuidadosa análise desse ângulo, bem como dos suportes de apoio ajustáveis às necessidades individuais. Recomenda-se a personalização das almofadas de assento, de encosto e de apoio de cabeça, através da moldagem do corpo do usuário. Destaca-se que os dados obtidos neste estudo podem auxiliar na identificação das necessidades dos usuários e, consequentemente, no projeto de assentos para cadeira de rodas, proporcionando maior qualidade de vida aos usuários. / The objective of this study is to evaluate the pressure distribution on the seat and backrest related to the angle variations of the wheelchair tilt-in-space. It also aims to contribute to a more suitable prescription of positioning systems. In order to do that, the descriptive research was structured by using case studies. The survey was targeted to users that had been diagnosed with cerebral palsy, gross motor function (GMFCS) IV and V who are need of a more appropriate wheelchair seating. Furthermore, for the analysis, the prefabricated chair cushions, the pressure mapping techniques and thermography had been used. The main variables analyzed were the distribution of pressure and temperature, through diagrams, which were statistically evaluated mean values. The results showed that none of the 15 members evaluated had an adequate posture in the standard seating system. The pressure distribution proved inadequate in general with important peaks attributed to the lack of stability of the pelvis and trunk. The use of the tilting wheelchair is recommended. However, it is required a more careful analysis of this angle, as well as the adjustable support brackets to individual needs. It is recommended to customize the seat cushions, backrest and headrest, through the user's body contour. It is noteworthy that the data obtained in this study can help identify the needs of users and consequently the seat design for a wheelchair, providing a higher quality of life to the users.

Orientador: Luis Carlos Paschoarelli / Banca: Fausto Orsi Medola / Banca: Maria Lucia Ribeiro Leite Okimoto / Banca: Cassia Letícia Carrara Domiciano / Banca: Paula da Cruz Landim / Banca: Fernando José Carneiro Moreira da Silva / Resumo: O design ergonômico busca estabelecer parâmetros para aprimorar a interface entre homem e objeto. Destacam-se fatores subjetivos envolvidos nesta interface, como a função simbólica dos produtos e a emoção que este pode evocar. Estes fatores podem influenciar positivamente ou negativamente o uso de um produto, principalmente quando se tratam de produtos estigmatizados, como as tecnologias assistivas. Este estudo tem o objetivo de compreender que variáveis einfluênciam o estigma e as emoções relacionados ao uso da tecnologia assistiva, mais especificamente a cadeira de rodas. A investigação proposta teve caráter experimental e foram avaliados 20 indivíduos adultos usuários de cadeira de rodas (com idade entre 18 e 64 anos) igualmente distribuídos por gênero, utilizando-se leitor de expressão facial FaceReader (quantitativa) e avaliações relacionadas aos valores simbólicos e emocionais (qualitativa). Os procedimentos caracterizaram-se pela visualização de imagens com diferentes níveis de estímulos relacionados a cadeira de rodas. Os resultados apontaram diferenças significativas para a percepção simbólica e emocional entre diferentes modelos de Cadeiras de Rodas e também para participantes de diferentes gêneros. Além disto, a análise das demais variáveis estudadas também permitiram reflexão e discussão acerca de parâmetros de projetos para melhora do estigma atribuído a Cadeira de Rodas. / Abstract: Ergonomic design looks for establish parameters to improve the interface between human and object. Highlight factors involved in this interface, such as a symbolic function of the products and the emotions that can evoke. These factors can influence positively or negatively the use of a product, especially when it comes to stigmatized products, such as assistive technologies. This study aimed to understand the influence of stigma and emotions in the use of assistive technology, specifically the wheelchair. Proposed research has an experimental character and it was evaluated 20 adults individual wheelchair users (aged between 18 and 64 years), equally distributed by gender, using FaceReader (quantitative) and evaluations related to symbolic and emotional values (qualitative). Procedures were characterized by visualization of images with different levels of stimuli related to a wheelchair. Results showed difference significant to symbolic and emotional perception between diferente models of wheelchairs and also for participants of different genders. In addition, the analysis of the other variables studied also allowed reflection and discussion about projects parameters to improve the stigma attributed to wheelchair. / Doutor

O objetivo deste trabalho é avaliar a distribuição de pressão, no assento e no encosto, relacionada à variação do ângulo de tilt da cadeira de rodas e contribuir para uma melhor prescrição de sistemas de adequação postural na posição sentada. Para tanto, estruturou-se uma pesquisa descritiva composta por procedimentos tipo estudos de casos. A pesquisa foi direcionada a usuários com diagnóstico de Paralisia Cerebral, nível motor IV e V (GMFCS) e que necessitam de um melhor posicionamento no sentar. Para as análises, foram utilizadas as almofadas pré-fabricadas que acompanham a cadeira em conjunto com as técnicas de mapeamento de pressão e termografia. As principais variáveis analisadas foram a distribuição de pressão e de temperatura, por meio de diagramas, bem como foram avaliados estatisticamente os respectivos valores médios. Os resultados demonstraram que nenhum dos 15 usuários avaliados apresentou postura adequada no sistema de assento e encosto padrão da cadeira de rodas. A distribuição da pressão mostrou-se inadequada, em geral, com picos importantes atribuídos à falta de estabilidade da pelve e do tronco. A utilização de cadeira de rodas com tilt é indicada, porém, faz-se necessária uma cuidadosa análise desse ângulo, bem como dos suportes de apoio ajustáveis às necessidades individuais. Recomenda-se a personalização das almofadas de assento, de encosto e de apoio de cabeça, através da moldagem do corpo do usuário. Destaca-se que os dados obtidos neste estudo podem auxiliar na identificação das necessidades dos usuários e, consequentemente, no projeto de assentos para cadeira de rodas, proporcionando maior qualidade de vida aos usuários. / The objective of this study is to evaluate the pressure distribution on the seat and backrest related to the angle variations of the wheelchair tilt-in-space. It also aims to contribute to a more suitable prescription of positioning systems. In order to do that, the descriptive research was structured by using case studies. The survey was targeted to users that had been diagnosed with cerebral palsy, gross motor function (GMFCS) IV and V who are need of a more appropriate wheelchair seating. Furthermore, for the analysis, the prefabricated chair cushions, the pressure mapping techniques and thermography had been used. The main variables analyzed were the distribution of pressure and temperature, through diagrams, which were statistically evaluated mean values. The results showed that none of the 15 members evaluated had an adequate posture in the standard seating system. The pressure distribution proved inadequate in general with important peaks attributed to the lack of stability of the pelvis and trunk. The use of the tilting wheelchair is recommended. However, it is required a more careful analysis of this angle, as well as the adjustable support brackets to individual needs. It is recommended to customize the seat cushions, backrest and headrest, through the user's body contour. It is noteworthy that the data obtained in this study can help identify the needs of users and consequently the seat design for a wheelchair, providing a higher quality of life to the users.

Esta dissertação apresenta contribuições no design de cadeira de rodas como sistema de mobilidade infantil. A proposta visa favorecer as relações interpessoais existentes nos contextos escolares. Em um primeiro momento, a pesquisa obteve dados a respeito de patentes como indicadores de inovação tecnológica. Utilizou-se esse recurso como estratégia de prospecção para a conceituação do Estado da Arte. Ao verificar as informações contidas nas patentes, investigou-se, também, o grau de inventividade existente nos produtos atuais. A ideia foi a de aplicar as melhores práticas no objeto em questão. Posteriormente, efetuou-se um estudo etnográfico para analisar o cotidiano de uma criança com deficiência física, matriculada na Rede Municipal de Educação de Florianópolis, Santa Catarina. Com isso, buscou-se compreender o ambiente a ser trabalhado e coletar informações com familiares e profissionais que lidam com essa criança. Paralelo à realização do estudo, foi utilizado um modelo de referência para a estruturação de um recurso assistivo, praticando intensamente as fases de Planejamento, Projeto Informacional, Projeto Conceitual e Projeto Detalhado, em cooperação com a "voz do usuário" e de seus cuidadores. Ainda na fase conceitual, foi desenvolvida uma solução orientada ao contexto escolar, dedicada às séries iniciais. Como desfecho da presente pesquisa, tem-se o desenvolvimento de uma cadeira de rodas infantil, culminando com a confecção de um protótipo que apresenta diferenciais relacionados à mobilidade e interação. / This dissertation presents some contributions to the design of the wheelchair as a children’s mobility system. The proposal aims at facilitating the interpersonal relations that take place in the school environment. At an early stage, the research obtained data related to patents as technological innovation indicators. This resource was used as a prospecting strategy for creating the State of the Art concept. By checking the information contained in the patents, the level of inventiveness of current products was investigated as well. The idea was to apply the best practices to the object in question. Later, an ethnographic research was conducted in order to analyze the daily life of a child with physical disabilities attending the Municipal Education System of Florianópolis, Santa Catarina. Hence, we sought to understand the setting to be worked on and to collect information from relatives and professionals who deal with this child. Along with the development of this study, a model of reference for the structuring of an assistive resource was used, with an intensive practice of the stages of Planning, Information Project, Conceptual Project and Detailed Project, in cooperation with the “user’s voice” and his caretakers. Still at the conceptual stage, a solution oriented towards the school environment was developed, aimed at the early grades of primary school. The outcome of the present research is the development of a pediatric wheelchair, ending in the production of a prototype that features distinguished improvements related to mobility and interaction.

Esta dissertação consiste em um estudo teórico exploratório sobre o projeto sistemático de sistemas de assento especiais para cadeiras de rodas, com ênfase em seus aspectos conceituais e funcionais. De acordo com os princípios da tecnologia assistiva - que consiste no uso de tecnologias para o atendimento das necessidades de pessoas com deficiência - o objetivo das ajudas técnicas deve ser a promoção da atividade e participação social através da compensação de deficiências, promovendo a funcionalidade. Assim, foi feita uma revisão da literatura a respeito da adequação postural do usuário de cadeira de rodas, e dos fatores que contribuem para sua saúde, sua funcionalidade e seu conforto ou desconforto na posição sentada, permitindo a identificação de suas necessidades explícitas e implícitas. Com o uso da Metodologia de Projeto Sistemático de Pahl e Beitz, da Metodologia de Projeto Axiomático e da Teoria da Solução dos Problemas Inventivos (TRIZ), foi elaborada uma lista de requisitos funcionais através do mapeamento entre o domínio das necessidades do usuário e o domínio funcional do sistema de assento. Em seguida, elaborou-se uma estrutura funcional, demonstrando os principais elementos e conexões funcionais do sistema, sendo por fim comentados e propostos alguns princípios de solução para cada uma das sub-funções principais encontradas, envolvendo a análise de princípios de solução de sistemas existentes e de sistemas análogos em outras áreas tecnológicas. Concluiu-se que a imobilidade é o fator primário que desencadeia os diversos problemas de saúde e funcionalidade do usuário associados ao uso destes sistemas de assento, e que portanto a função principal desses sistemas deve ser a de permitir, facilitar e promover positivamente a alternância freqüente de posição. Além disso, verificou-se o papel fundamental dos fluxos de informação responsáveis pela determinação do propósito homeostático da movimentação, que objetiva a redistribuição contínua das tensões locais nos tecidos, além do favorecimento da ação motora voluntária pela estabilização e mobilização seletiva de movimentos corporais. / This work is an exploratory theoretical study on systematic design of special wheelchair seating systems, emphasizing its conceptual and functional aspects. According to the principles of assistive technology - which consists in the use of technologies applied to the caring of the needs of people with disabilities - the objectives of technical aids should be the promotion of optimal individual functionality. Thus, a literature review has been made on the theme of postural seating clinic, and the factors related to the health, the functionality, and the comfort or discomfort in the sitting position, allowing the identification of many explicit and implicit needs. By using the Systematic Design approach of Pahl & Beitz, complemented by some principles of Axiomatic Design and TRIZ, a functional requirements list has been made, consisting in the mapping between the customer needs in the customer domain and the functional requirements in the functional domain. In the next step, a functional structure has been created, showing the main functional elements and connections of the seating system, followed by the proposal of some working principles regarding the main identified sub-functions, including the analysis of analog technical systems of other technological fields. It was concluded that immobility is the main causative factor leading to the many functional and health problem associated with the sitting position, and therefore the main function of special seating systems must be to allow and actively promote frequent position changes. Moreover, it has become evident that information flows have a capital importance in proper functioning of seating systems, since they convey the homeostatic purpose of the movements being made, in order to continually redistribute and alleviate the local soft tissue deformations, and to promote the selective stabilization and motion of body segments that permit functional motor action.

Espumas de assentos personalizados para cadeiras de rodas se adaptam a anatomia do usuário, no entanto, ao passo que melhoram o posicionamento, podem influenciar negativamente no conforto térmico por aumentar a superfície de contato. O conforto térmico pode ser melhorado com materiais de mudança de fase (PCM), que devem ser aplicados protegidos por um invólucro para impedir seu escape na fase líquida. O invólucro mais comum são as microcápsulas. Assim, o objetivo dessa pesquisa é obter, aplicar e caracterizar microcápsulas com núcleo de material de mudança de fase, mais especificamente o eicosano, em espumas de PU flexível após sua expansão e tecido que recobre o assento, ampliando o efeito termorregulador desse material, reduzindo o tempo de aplicação e desperdício das microcápsulas. Essa é uma pesquisa de natureza aplicada, com técnica de pesquisa de documentação direta através de pesquisa em laboratório, objetivo descritivo e explicativo, com procedimento técnico experimental e abordagem quantitativa. Foram obtidas microcápsulas de eicosano com a variação de diferentes parâmetros e caracterizadas através de MEV, FTIR, granulometria, TGA e DSC. As microcápsulas foram inseridas em amostras de espuma com duas técnicas diferentes (filtração e aerografia) e essas amostras foram analisadas com um termógrafo para verificação do efeito termorregulador gerado. Pode-se concluir que a aerografia proporciona melhor aproveitamento de tempo e de material, ampliando os efeitos térmicos gerados na espuma flexível de PU. Também, o efeito térmico depende não apenas do tipo de microcápsula, mas da quantidade aplicada e sua distribuição pelo material. / Wheelchair custom seats foams can be adapt to the user’s anatomy nonetheless, although it can improve positioning, it influences negatively in thermal comfort as it increases the contact surface. Thermal comfort can be improved with phase change materials (PCM) that must be applied in a casing to prevent its escape in the liquid phase. The most common casing is the microcapsules. The main objective of this research is to obtain, apply and characterize PCM microcapsules, more specifically eicosane, into flexible PU foams after expansion and fabric that recovers the seat, enlarging the thermoregulatory effect of this material, reducing application time and microcapsule waste. It is a study of applied nature, research technique of direct documentation through laboratory investigation, descriptive and explanatory objective, and experimental technical procedure generating quantifiable data. Eicosane microcapsules were obtained varying different parameters and characterizes through SEM, FTIR, granulometry, TGA and DSC. The microcapsules were inserted into foam samples with two different techniques (filtration and aerography). These samples were analyzed through a thermographer to verify its thermoregulatory effect. It can be concluded that aerography has better use of time and material, improving the overall thermal effect in PU foam. Additionally, the thermal effect depends not only in the type of microcapsule, but also in quantity applied and distribution through out the material.