This paper is concerned with the designing and making power standing wheelchair. This wheelchair is studied based on the mechanical and electrical engineering concepts and theories. The mechanical theories are composed of statics and dynamics knowledges that are related with moving and standing position. Basically the static and dynamic stability is the most important element in designing and making the real size model. The linear actuator is used in the standing mechanism and the joystick controlled by hand is attached on the arm rest. The real size model is made and also investigated through the design specifications by test drive. Finally, this paper proves the possibility of commerical production of power standing wheelchair.
This paper presents a design of seat mechanism for multi-postures controllable wheelchair. The possible seat postures are reclining, tilting, standing, which are controlled by four seat mechanisms using four linear actuators. The seat mechanisms designed in this study are reclining, tilting, forward-tilting, and elevation mechanism. Three postures except standing are controlled by corresponding mechanisms, but the standing posture is performed by combination of the reclining and the forward-tilting mechanism. Posture control system is composed of PID controllers and a planner to determine a feasible posture based on a posture transition diagram. Simulation results show that the seat mechanism and its control system are applicable to a multi-postures controllable wheelchair.
본 연구는 교통약자에게 안전한 이동 및 기립보조의 전동휠체어를 개발하여 휠체어 장애인 31명을 대상으로 사용성 평가를 통해 문제점과 개선방안을 제시하는데 있다. 본 연구 결과를 보면 다음과 같다. 첫째, 교통약자에게 기립 및 착석이 가능하고, 좁은 공간을 이동할 수 있는 근거리 이동수단으로 사용될 수 있는 기립형 전동휠체어를 개발하였다. 본 연구개발 시제품의 사용성 평가에서 장애인 집단 중 수동휠체어집단대상자 16명과 전동휠체어집단 15명으로 나누어 사용성 평가항목의 60개 유형으로 측정한 결과를 나타내었다. 2개 집단의 전체 평균값이 2.72점, 편차는 0.820점으로 나타났으며, 이를 세부적으로 나누어보면 수동휠체어집단대상자의 평균값은 2.85점, 전동휠체어 집단대상자의 평균값은 2.57점으로 나타났다. 이중 수동휠체어 및 전동휠체어의 탑승동작과 하차동작 시 불편여부에서 승하차 모두 가장 불편하다고 응답하였으며, 이에 운전자의 안전한 승하차를 위해 양하지 지체장애인의 인체공학적인 설계가 필요한 것으로 나타났다. 둘째, 장애인 사용성 평가에서 나타난 불편사항과 개선방안을 토대로 추가적인 연구개발이 이루어져 교통약자들에게 스스로 탑승하여 기립 후 이동하며 간단한 일상생활하는데 있어 삶의 질을 높이는데 기여할 것으로 사료된다.
Until recently, the primary users of wheelchairs were people with lower body disabilities. However, the number of patients recovering from accidents or surgery, as well as the number of elderly people using wheelchairs, is constantly increasing. This study examined the design and manufacture of standing and gait assist wheelchairs that assist temporary gait disturbed patients to take rehabilitation training and elderly people to engage in walking exercise. A kinematic analysis was used to select a drive motor and design a four-bar linkage mechanism for lifting the backrest vertically. Using a multibody dynamic simulation, detailed design was performed taking into consideration the spatial motion and partial interference, and the necessary push force and stroke of the linear actuator were also calculated. To ensure structural safety, the von-Mises equivalent stresses of the upper and lower brackets of the linear actuator were verified through a finite element analysis. The manufactured wheelchair was shown to operate successfully as intended, using the developed controller for the drive motors and linear actuator.
We reported the design, prototype, test drive, and mechanical & electrical engineering analyses of a power-lifting wheelchair using mecanum wheels. Mecanum wheels enable translational and rotational movement of the device in any direction on the ground. The power-lifting capability enables the seated individual to reach the standing height of a non-disabled individual. This mecanum wheelchair is fully controlled by the joystick attached to the armrest. The motion of the wheelchair and lifting action of the seat were studied using statics and dynamics. We believe this mecanum wheelchair is a prime candidate for commercial production.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제11권12호
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pp.5878-5904
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2017
This paper proposes a novel intelligent wheelchair vehicle system that enables upper limb exercises, lower limb standing exercises and rehabilitation training in a daily life. The proposed system, which can be used to prevent at least the degeneration of body movements and further atrophy of musculoskeletal system functions, considers the characteristics and mobility of the old and the disabled. Its main purpose is to help the old and the disabled perform their daily activities as much as they can, minimizing the extent of secondary disabilities. In other words, the system will provide the old and the disabled with regular and quantitative rehabilitation exercises and diagnosis using the wheelchair-based upper/lower limb rehabilitation vehicle system and then verify their effectiveness. The system comprises an electric wheelchair, a biometric module to identify individual characteristics, and an upper/lower limb rehabilitation vehicle. In this paper the design and configuration of the developed vehicle is described, and its operation method is presented. Moreover, to verify the tracking performance of the proposed system, dangerous situations according to biosignal changes occurring during the rehabilitation exercise of a non-disabled examinee are analyzed and the performance of the upper/lower limb rehabilitation exercise function depending on muscle strength is evaluated through a neural network algorithm.
본 논문은 외상성 척수손상 장애인(SCI)과 뇌성마비장애인(CP)의 맞춤형 전동휠체어 적용 시 착석시스템에 대해 비교해 보는 연구이다. 이를 통하여 장애 영역에 따른 맞춤형 전동휠체어 착석시스템의 다른 점을 파악하고, 이러한 결과들을 기초로 하여 휠체어 공적급여 및 처방 시 관련된 문제들을 개선하는데 도움이 되고자 한다. 휠체어 앉기 및 자세는 크게, 자세유지장치, 착석쿠션, 휠체어 자세변환장치 등 세 가지로 구분되어 있다. 국립재활원의 장애인 보조기구 사례관리 시범사업의 2009년 대상자 중 맞춤형 전동휠체어를 처방하고 구축해준 SCI 장애인 5명, CP 장애인 5명을 대상으로 수행한 일련의 과정을 통하여 대상자군에 따라 각 장치의 사용빈도가 차이가 있다는 것을 발견하였다. 자세유지장치는 머리받침대 등 총 10개의 소분류로 구분하였고, 착석쿠션은 공기형 등 총 4개의 소분류로 구분하였다. 휠체어 자세변환장치는 틸팅 등 총 5개의 소분류로 구분하였다. 자세유지장치에서는 대상군에 따라서 각 소분류의 필요 빈도가 달랐으며, 착석쿠션 또한 SCI 장애인은 공기형을 주로 쓰며, CP 장애인은 폼형을 주로 쓰는 것으로 나타났다. 휠체어 자세변형장치로는 SCI 장애인군에서는 다양한 장치를 사용하였으나, CP 장애인군에서는 기본형 전동휠체어 장치를 사용하였다.
PURPOSE: This study concerns the wheelchair-based rehabilitation of elderly people, investigating muscle activity and coordination of upper limbs during wheelchair-based new millennium health gymnastics with varying elbow exercise velocity. METHODS: Twelve elderly people participated in new millennium gymnastics twice per week during 12-weeks. The group was separated into 0.4, 1.0, and 1.6 Hz groups (controlled by the metronome speed). Range of motion was measured by electrogoniometer, electromyography signals used root mean square values. The data application was normalized using reference voluntary contraction (%RVC). Upper limb (wrist and elbow joint) data gathered while standing up after the "falling on hips" was investigated in terms of coordination of angle-angle plots. One-way ANOVA, paired t-test and Scheffe's post hoc comparisons, were used for statistical analyses. RESULTS: There were results taken before and after the experiments. The results demonstrated a significant improvement in the triceps brachii and flexor carpi radialis of the 0.4 Hz group (p<.05). There was significant difference in the triceps brachi of the 1 Hz group. No significant differences were found in all muscles of the 1.6 Hz group. Muscle co-activation indexes of the 0.4 Hz group were larger than the others. The 0.4 Hz graph was turning point synchronized clockwise. The 1 Hz graph was out of phase with the negative slope. The 1.6 Hz graph was turning point synchronized counterclockwise, and uncontrolled factor phase was offset on angle-angle plots. CONCLUSION: It is found that improvement of muscle activity and upper limbs coordination of elderly people using wheelchair-based new millennium gymnastics is optimal with elbow exercise velocity with a frequency of 0.4 Hz.
The objectives of this study were 1) to investigate the clothing needs of physically han- dicapped children, 2) to present the basic data to make the slacks patterns which meet the specific needs of physically handicapped children under study. Questionnaires were administered to 38 mothers of handicapped children and the subjects for the wear test were five handicapped children using wheelchair. The fabrics used for slacks wear test were: muslin woven with cotton, stretchable jean woven and double jersey knitted with cotton and polyester fabrics. The results obtained from this study were as follows: 1) The majority of the handicapped children were wearing ready·made-garments and their mothers considered the fabric elasticity first. 2) The slacks wear test indicated that the slacks ease of 8 cm should be added above the natural waist line in the back for the wheelchair bound children. 3) In a sitting posture on the wheelchair, $3\~4$ cm should be cut below the natural waist line in the front but in a standing posture, $1\~2$ cm should be cut below the natural waist line in the front. 4) The double jersey (cotton/polyester) slacks was highly estimated of ease ana length of slacks in a sitting posture. The stretchable jean (cotton/spandex) slacks was estimated high of appearance but muslin slacks (cotton) was less estimated of ease and appearance of slacks.
This study investigated the degree of inconvenience in existing ready-made clothes and clothing preferences through a survey of 197 wheelchair-bound males in order to provide preliminary data for the development of a suit that considers the physical characteristics and requirements of the disabled in wheelchairs for improved quality of living and positive interpersonal relations. Among the survey respondents, the 30s to 40s age group was the largest at 71.6%. The most common type of disability was myelopathy at 72.6%. Also 59.9% of respondents had a job and ongoing external and social activities. As for the duration of wheelchair use, 10-20 years was the longest at 40.6%. It was found from the survey that respondents felt inconvenienced with existing clothes and changing pants was most inconvenient. Most experienced having their clothes altered due to the difficulty in finding well-fitting ones; consequently, the length of pants was the most altered item because pants are based on the size of a standing man and there exists a discrepancy in length due to the atrophy of the legs of the disabled. They preferred one style in general for clothing preferences as well as common design and details as well. However, they preferred a style with a short front and long back due to a discomfort in jacket length. A short length was the most complained about pants item.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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