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Título : Modelación matemática y simulación del sistema mecánico de una silla de ruedas bipedestadora usando el método de Bond-Graph
Autor : Camacho Heredia, Michelle Cristina
Director(es): Aquino Arroba, Sócrates Miguel
Tribunal (Tesis): Novillo Andrade, Geovanny Guillermo
Palabras claves : TECNOLOGÍA Y CIENCIAS DE LA INGENIERÍA;MODELO MATEMÁTICO;SISTEMA MECÁNICO;SILLA BIPEDESTADORA;MÉTODO BOND GRAPH;BIPEDESTACIÓN
Fecha de publicación : 14-feb-2022
Editorial : Escuela Superior Politécnica de Chimborazo
Citación : Camacho Heredia, Michelle Cristina. (2022). Modelación matemática y simulación del sistema mecánico de una silla de ruedas bipedestadora usando el método de Bond-Graph. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba.
Identificador : UDCTFM;15T00808
Abstract : The objective of this project was to define a mathematical model and perform the simulation of the mechanical system of a standing wheelchair using the Bond - Graph method; taking as critical positions of analysis: seated (chair) and standing (upright). The simulation process started from the definition of the dimensional parameters for each element of the chair as indicated in the ISO 21542: 2012 Standard and the operating parameters of the electrical components were established, for the electric motor a nominal speed of 70 RPM considering that the translation of the person is carried out from rest in a horizontal and inclined plane; while, for the actuator, seated position was considered a critical stage and a thrust of 1500 N was defined. Then, a dynamic, static, velocity and acceleration analysis was carried out for each component of the system, and critical loads, angular velocities were defined, inertia and points of interest for the simulation; where applying the Bon Graph method, the mathematical model that governs the movement of each element of the mechanism was defined and the variation curves for the position and displacement of the standing chair were obtained. These showed that a height of 1.15 m is reached, and verticality is maintained during the movement, which physically guarantees the free and safe movement of the user when he changes position from seated to bipedal. It is concluded that the Bond Graph method allows the direct control of the mobility parameters (velocity, acceleration) through the variation of external parameters (mass, inertia, angles) to obtain a translational and rotational movement of the body. Finally, it is recommended to use software programs with graphical interfaces that are easy to interpret and that allow a better simulation of the general model.
Resumen : El presente proyecto tuvo como objetivo definir un modelo matemático y realizar la simulación del sistema mecánico de una silla de ruedas bipedestadora empleando el método Bond – Graph; tomando como posiciones críticas de análisis: la sedente (silla) y la bipedestación (erguida). El proceso de simulación partió de la definición de los parámetros dimensionales para cada elemento de la silla según lo indicado en la norma ISO 21542: 2012 y se estableció los parámetros de funcionamiento de los componentes eléctricos, para el motor eléctrico se designó una velocidad nominal de 70 RPM considerando que la traslación de la persona se realiza desde el reposo en un plano horizontal e inclinado; mientras que, para el actuador se consideró como etapa crítica la sedestación y se definió un empuje de 1500 N. Luego, se realizó un análisis dinámico, estático, de velocidad y aceleración para cada componente del sistema, y se definió cargas críticas, velocidades angulares, inercias y puntos de interés para la simulación, en donde aplicando el método de Bon Graph, se definió el modelo matemático que rige el movimiento de cada elemento del mecanismo y se obtuvo las curvas de variación para la posición y el desplazamiento de la silla bipedestadora. Estas, mostraron que se alcanza una altura de 1,15 m y se mantiene verticalidad durante el movimiento, lo cual de forma física garantiza el desplazamiento libre y seguro del usuario cuando este realice un cambio de posición de sedeste a bípedo. Se concluye que el método Bond Graph permite el control directo de los parámetros de movilidad (velocidad, aceleración) a través de la variación de parámetros externos (masa, inercia, ángulos) para obtener un movimiento traslacional y rotacional del cuerpo. Finalmente, se recomienda emplear programas software con interfaces gráficas fáciles de interpretar y que permitan una mejor simulación del modelo general.
URI : http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/16153
Aparece en las colecciones: Ingeniero/a Mecánico/a

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