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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-1828-7228
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Prescrição automatizada de cadeiras de rodas de alto rendimento e de vida diária
Alternate title (s): Automated prescribing of high-performance, daily-living wheelchairs
Author: Cardoso, Lucas de Souza
First Advisor: Araújo, Cleudmar Amaral de
First member of the Committee: Shimano, Antônio Carlos
Second member of the Committee: Souza, Edson Antônio Capello
Third member of the Committee: Fiocchi, Arthur Alves
Fourth member of the Committee: Finzi Neto, Roberto Mendes
Fifth member of the Committee: Braga, Juliana Cardoso
Summary: Atualmente, uma das principais dificuldades para as indústrias de cadeiras de rodas sob medida é a indisponibilidade de um sistema prescritivo que garanta a reprodução confiável e precisa das características pessoais do usuário final. Os procedimentos convencionais de prescrição de cadeiras de rodas ainda são pouco eficientes, e não proporcionam uma condição ideal de fabricação. E um dos importantes desafios está no entendimento de como as características ergo-antropométricas do cadeirante precisam encontrar uma correlação direta e objetiva com o projeto da cadeira de rodas. Os sistemas atuais exigem a presença de um profissional habilitado, ou na maioria dos casos, é feito através do preenchimento de uma ficha prescritiva, posteriormente encaminhada para o fabricante. A proposta deste trabalho foi desenvolver um equipamento de múltiplas regulagens para simular o perfil customizado para um determinado modelo de cadeira de rodas que tenha como base as características ergo-antropométricas do cadeirante. A constituição deste equipamento considera as naturezas correlacionadas à personalização da cadeira de rodas, que são as medidas antropométricas da pessoa e as suas relações ergonômicas com a utilização da cadeira. Associado ao projeto e validação deste equipamento foi desenvolvido uma metodologia automatizada de parametrização de cadeira de rodas de alto rendimento e de vida diária. Este sistema foi desenvolvido para 09 tipos de cadeiras de rodas diferentes (que atendem 13 modalidades) utilizando configurações inovadoras e com modificação automatizada da estrutura com mínima interferência de um projetista. Com isso, os tempos de desenvolvimento e fabricação das cadeiras de rodas de alto rendimento e vida diária são drasticamente reduzidos. Outra vantagem de toda a metodologia de prescrição é a possibilidade de uma pré-avaliação de um ajuste no equipamento através de 20 diferentes tipos de regulagens e que considera as características fisiológicas, o ambiente de vivência e o estilo de vida do cadeirante. O equipamento e as novas cadeiras foram validados utilizando modelagem por elementos finitos. O processo completo de prescrição foi validado para cadeiras de rodas de vida diária, do tênis de quadra e campo, tênis de mesa, esgrima, bocha paralímpica, tiro ao alvo ou com arco e ciclismo em manocletas. Os testes experimentais proporcionaram a personalização destes modelos para os paratletas avaliados com as suas respectivas fichas de prescrição emitidas. Os resultados também proporcionaram alguns esclarecimentos e alterações na autopercepção psicomotora destes paratletas durante testes com diversas configurações, revelando aspectos importantes de suas ergo-antropometrias. Para os paratletas avaliados a metodologia, como um todo, proporciona conforto, segurança, adequação física e compatibilidade ergonômica, além da modelagem adequada das cadeiras de rodas. Foi unânime, entre os paratletas avaliados, a recomendação da metodologia de prescrição para terceiros. Para todos os atletas avaliados foram gerados de forma automatizada todos os modelos de cadeiras de rodas.
Abstract: Currently, one of the main difficulties for tailor-made wheelchair industries is the unavailability of a prescriptive system that guarantees the reliable and accurate reproduction of the personal characteristics of the end-user. Conventional wheelchair prescription procedures are still inefficient and do not provide an ideal manufacturing condition. However, one of the essential challenges is in understanding how the wheelchair's ergo-anthropometric characteristics need to find a direct and objective correlation with the design of the wheelchair. Current systems require the presence of a qualified professional, or in most cases, it is done by filling out a prescriptive form sent online to the manufacturer. The purpose of this work was to develop a device with multiple adjustments to simulate the customized profile for a given wheelchair model that is based on the ergo-anthropometric characteristics of the wheelchair user. The constitution of this equipment considers the natures correlated to the personalization of the wheelchair, which are the person's anthropometric measurements and their ergonomic relationships with the use of the chair. An automated methodology for parameterizing high-performance wheelchairs and daily life was developed associated with the design and validation of this equipment. This system was developed for 09 different types of wheelchairs (serving 13 modalities) using innovative configurations and with automated modification of the structure with minimal interference from a designer. As a result, times for developing and manufacturing high-performance wheelchairs and daily life are drastically reduced. Another advantage of the entire prescription methodology is the possibility of pre-evaluating an adjustment to the equipment through 22 different types of adjustments and taking into account the physiological characteristics, the living environment and the lifestyle of the wheelchair user. The equipment and the new chairs were validated using finite element modeling. The complete prescription process has been validated for wheelchairs of daily life, indoor and outdoor tennis, table tennis, fencing, Paralympic bocce ball, target shooting or archery and cycling on sticks. The experimental tests provided the customization of these models for the evaluated athletes with their respective issued prescription forms. The results also provided some clarifications and changes in the psychomotor self-perception of these athletes during tests with different configurations, revealing essential aspects of their ergo-anthropometries. For the evaluated athletes, the methodology, as a whole, provides comfort, safety, physical fitness and ergonomic compatibility, in addition to the adequate modeling of wheelchairs. Among the evaluated athletes, the prescription methodology recommendation to third parties was unanimous. All models of wheelchairs for all evaluated athletes were automatically generated.
Keywords: Cadeiras de Rodas de Alto Rendimento
Cadeira de Rodas de Vida Diária
Paradesporto
Atletas Paralímpicos
Pessoas com Deficiência
Prescrição de Cadeira de Rodas
Desenho Parametrizado
Modelagem
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROJETOS DE MAQUINAS
Subject: Engenharia Mecânica
Biomecânica
Paraplégicos
Cadeiras de rodas
Atletas com deficiência
Paralimpíadas
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: CARDOSO, Lucas de Souza. Prescrição automatizada de cadeiras de rodas de alto rendimento e de vida diária. 2020. 530 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.149
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.149
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35830
Date of defense: 21-Feb-2020
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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