Diseño y construcción de un prototipo de sistema impulsor acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad de miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas
El objetivo de este trabajo fue realizar el diseño y construcción de un sistema impulsor eléctrico acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad en miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas. Mediante investigación y la metodología QFD se recolectaron los datos sobre la experi...
Gorde:
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2023
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| Etiketak: |
Etiketa erantsi
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| description | El objetivo de este trabajo fue realizar el diseño y construcción de un sistema impulsor eléctrico acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad en miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas. Mediante investigación y la metodología QFD se recolectaron los datos sobre la experiencia del usuario con el objetivo de establecer parámetros para los diseños. Las características más importantes fueron movilidad, bajo costo, funcionalidad, seguridad y ergonomía, con estos criterios se plantearon tres principales alternativas, usando una matriz morfológica y el método ordinal corregido de criterios ponderados se seleccionó la mejor alternativa. Posteriormente, se diseñó el prototipo, el mismo se dividió en dos partes, la primera consiste en la selección de elementos para el control del equipo y la segunda parte el diseño mecánico de la estructura del prototipo con ayuda de software CAD. A continuación, se realizaron análisis MEF teniendo como material principal de construcción el acero ASTM A36 y pernos de grado ISO 8.8. Una vez asegurada la resistencia del prototipo se procedió con la construcción, mediante el uso de varias tareas de mecanizado y con soldaduras TIG y SMAW, se armó correctamente la estructura del equipo para finalmente instalar los elementos eléctricos del prototipo. Para el sistema de control se seleccionaron un motor de cubo de 1000w, 4 baterías recargables de ácido plomo de 12V, acelerador y un controlador de 20 amperios, con las pruebas de funcionamiento se establecieron velocidades de hasta 15 km/h, con una duración de batería de 1,48 h y distancia máxima de recorrido continuo de 15 km. Se concluye que el sistema impulsor fue capaz de subir sin problemas pendientes del 12% y superar terrenos difíciles. Se recomienda no sobrepasar velocidades de 12 Km/h para evitar posibles volcamientos, además para futuros proyectos el uso de materiales más ligeros. |
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| spelling | Diseño y construcción de un prototipo de sistema impulsor acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad de miembros inferiores para movilidad en áreas urbanasChamba Bermeo, Juan CarlosToledo Campoverde, Santiago JoséTECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍASISTEMA IMPULSOR ELÉCTRICOPERSONAS CON DISCAPACIDADDISEÑO MECÁNICOMETODOLOGÍA QFDPROTOTIPOEl objetivo de este trabajo fue realizar el diseño y construcción de un sistema impulsor eléctrico acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad en miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas. Mediante investigación y la metodología QFD se recolectaron los datos sobre la experiencia del usuario con el objetivo de establecer parámetros para los diseños. Las características más importantes fueron movilidad, bajo costo, funcionalidad, seguridad y ergonomía, con estos criterios se plantearon tres principales alternativas, usando una matriz morfológica y el método ordinal corregido de criterios ponderados se seleccionó la mejor alternativa. Posteriormente, se diseñó el prototipo, el mismo se dividió en dos partes, la primera consiste en la selección de elementos para el control del equipo y la segunda parte el diseño mecánico de la estructura del prototipo con ayuda de software CAD. A continuación, se realizaron análisis MEF teniendo como material principal de construcción el acero ASTM A36 y pernos de grado ISO 8.8. Una vez asegurada la resistencia del prototipo se procedió con la construcción, mediante el uso de varias tareas de mecanizado y con soldaduras TIG y SMAW, se armó correctamente la estructura del equipo para finalmente instalar los elementos eléctricos del prototipo. Para el sistema de control se seleccionaron un motor de cubo de 1000w, 4 baterías recargables de ácido plomo de 12V, acelerador y un controlador de 20 amperios, con las pruebas de funcionamiento se establecieron velocidades de hasta 15 km/h, con una duración de batería de 1,48 h y distancia máxima de recorrido continuo de 15 km. Se concluye que el sistema impulsor fue capaz de subir sin problemas pendientes del 12% y superar terrenos difíciles. Se recomienda no sobrepasar velocidades de 12 Km/h para evitar posibles volcamientos, además para futuros proyectos el uso de materiales más ligeros.This project aimed to design and build an electric propulsion system that can be attached to wheelchairs for individuals with lower limb disabilities, enabling mobility in urban areas. Through research and the QFD methodology, data was collected on user experiences to establish design parameters. The most important characteristics considered were mobility, low cost, functionality, safety, and ergonomics. Based on these criteria, three main alternatives were proposed and evaluated using a morphological matrix and the corrected weighted criteria method. The best alternative was selected as a result. Subsequently, the prototype was designed, divided into two parts. The first part involved selecting the control components for the system, while the second part focused on the mechanical design of the prototype structure using CAD software. Finite element analysis (FEA) was performed considering ASTM A36 steel as the primary construction material and ISO 8.8 grade bolts to ensure the prototype's strength. Once the prototype's strength was confirmed, the construction process began, involving various machining tasks and TIG and SMAW welding to assemble the equipment structure. Finally, the electrical components of the prototype were installed. For the control system, a 1000W hub motor, four rechargeable 12V lead-acid batteries, an accelerator, and a 20-ampere controller were selected. Through performance testing, maximum speeds of up to 15 km/h were achieved, with a battery duration of 1.48 hours and a maximum continuous travel distance of 15 km. It was concluded that the propulsion system could smoothly ascend 12% slopes and overcome rugged terrain. It is recommended not to exceed speeds of 12 km/h to avoid potential tipping, and for future projects, the use of lighter materials is suggested.Escuela Superior Politécnica de ChimborazoAquino Arroba, Sócrates MiguelNovillo Andrade, Geovanny Guillermo2023-08-01T22:07:31Z2026-03-05T21:07:59Z2023-06-13info:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfChamba Bermeo, Juan Carlos; Toledo Campoverde, Santiago José. (2023). Diseño y construcción de un prototipo de sistema impulsor acoplable a sillas de ruedas para personas con discapacidad de miembros inferiores para movilidad en áreas urbanas. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.https://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/19196spaUDCTFM;15T00858info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/reponame:Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstname:Escuela Superior Politécnica de Chimborazoinstacron:ESPOCH2026-03-05T21:07:59Zoai:dspace.espoch.edu.ec:123456789/19196Institucionalhttp://dspace.espoch.edu.ec/Universidad públicahttps://www.espoch.edu.ec/es/http://dspace.espoch.edu.ec/oai.Ecuador...opendoar:17502026-03-05T21:07:59Repositorio Escuela Superior Politécnica de Chimborazo - Escuela Superior Politécnica de Chimborazofalse |
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