Nauka o mechanizmach przechylania w wózkach manualnych

Czy kiedykolwiek siedziałeś na wózku i próbowałeś utrzymać równowagę, przechylając się do tyłu na dwie tylne nogi krzesła? (Nie zalecam nikomu próbowania tego podczas siedzenia na krześle - może to być niebezpieczne i można upaść do tyłu i doznać obrażeń! Po prostu zdaję sobie sprawę, że jest to coś, co robiłem w młodości i widziałem, jak robią to również moje dzieci - i oczywiście ostrzegałem je przed tym). Być może trzymałeś się stołu przed sobą i używałeś ramion do odpychania się do tyłu, aby znaleźć punkt równowagi? Być może pamiętasz, jak robiłeś to, gdy byłeś dzieckiem w szkole podstawowej lub średniej. Niektórzy z was mogli doświadczyć przekroczenia punktu krytycznego i upadku krzesła za sobą lub, jeśli mieliście wystarczająco dużo szczęścia, szybko odzyskaliście równowagę, przesuwając ciężar ciała do przodu, aby zapobiec upadkowi do tyłu.

Przywołuję przykład odchylania się do tyłu na krześle, aby skłonić nas do zastanowienia się nad efektem, jaki przemieszczenie środka ciężkości może mieć na przechylenie i jak to zastosować, myśląc o różnych ogólnych mechanizmach w wózków manualnych z przechyleniem. W tym miesiącu skupimy się na wózkach z przechyleniem i na tym, jak mechanizm przechyleniemwpływa na podstawę podparcia, w tym na całkowity rozstaw osi wózka, potencjalne przesunięcie środka ciężkości oraz wysiłek wymagany do przesunięcia osoby do i z przechylenia.

Pierwsza generacja wózków manualnych z przechyleniem wykorzystywała mechanizm obrotowy z amortyzatorami gazowymi do dynamicznego przesuwania pozycji siedzącej do różnych stopni przechylenia. W rzeczywistości mechanizmy te nadal istnieją w niektórych modelach wózków manualnych z przechyleniem. W wózku z mechanizmem obrotowym nastąpi przesunięcie środka ciężkości, gdy osoba siedząca porusza się w różnych zakresach nachylenia, podobnie jak w przykładzie obrotu na dwóch tylnych nogach czteronożnego krzesła. W przypadku wózka z mechanizmem obrotowym, zamiast używać rąk do odpychania się od stołu w celu uzyskania pochylenia, rozpórki gazowe, które są aktywowane za pomocą mechanizmu dźwigniowego, ułatwiają ruch.

Jeśli pomyślimy o tym, że środek ciężkości osoby siedzącej znajduje się mniej więcej na poziomie pępka, i pomyślimy o przykładzie siedzenia na krześle z czterema nogami i przechylania się do tyłu na tylne nogi, możemy zwizualizować, że w pozycji pionowej środek ciężkości osoby przesunął się do tyłu, gdy krzesło przesuwa się do tyłu. Jeśli narysujemy wyimaginowaną linię od punktu początkowego środka ciężkości do punktu końcowego środka ciężkości, możemy wyobrazić sobie poziome przemieszczenie lub ruch środka ciężkości. Wraz ze wzrostem stopnia przechylenia podczas odchylania się do tyłu na dwóch tylnych nogach, wzrasta poziome przemieszczenie środka ciężkości.

Jeśli myślimy o siedzisku przechylającym się nad podstawą wózka, tak jak w przypadku wózka manualnego z przechyleniem, musimy pomyśleć o podstawie podparcia. Pozycja kółek i tylnych kół zapewnia podstawę podparcia dla siedzenia w wózku. W przypadku obrotowego mechanizmu pochylania, w którym występuje przesunięcie środka ciężkości przy różnych stopniach pochylenia, wymagana jest długa podstawa podparcia, aby zapewnić stabilność wózka, tak aby gdy siedzenie jest przechylone do maksymalnego stopnia, na jaki pozwala system, wózek nie przechylał się do tyłu.

Podczas gdy długa podstawa podparcia w wózku z mechanizmem obrotowym zapewnia stabilność, aby zapobiec przewróceniu się w maksymalnym zakresie, może to stanowić kompromis w zakresie zwrotności. Pomyśl o różnicy między limuzyną a samochodem sportowym. O wiele łatwiej jest manewrować i wjeżdżać na miejsca parkingowe pojazdem z krótszym rozstawem osi niż pojazdem z długim rozstawem osi. Jeśli chodzi o wózek z przechyłem, niezależnie od tego, czy jest to asystent pchający wózek, czy osoba samodzielnie poruszająca się, wózek z krótszym rozstawem osi może być łatwiejszy w manewrowaniu niż wózek z dłuższym rozstawem osi. Ponadto mechanizm obrotowy oznacza, że będą występować różne stopnie nachylenia, co wpływa na zdolność do napędzania i manewrowania wózkiem. Z tych powodów opracowano więcej mechanizmów przechylenia dla wózków.

Druga i trzecia generacja mechanizmów przechylenia wózka miała na celu zmniejszenie przemieszczenia środka ciężkości w zakresach pochylenia. Zmniejszając przemieszczenie środka ciężkości, można było zmniejszyć rozstaw osi wózka, poprawiając w ten sposób jego zwrotność. Druga generacja mechanizmu przechylenia wykorzystywała wspornik lub czteroprętowy system łączący, który zmniejszał przemieszczanie się środka ciężkości osoby podczas przechylania między pozycją neutralną a pełnym pochyleniem systemu. Aby jeszcze bardziej ograniczyć przemieszczanie się środka ciężkości podczas korzystania z pełnego zakresu przechylenia, trzecia generacja mechanizmów pochylania wykorzystywała system obrotowo-przesuwny. Z każdą kolejną generacją systemu przechylenia, rozstaw osi wózka mógł zostać zmniejszony przy jednoczesnym zapewnieniu wymaganej stabilności. Zmniejszenie rozstawu osi poprawiło zwrotność wózka.

Ostatnia generacja mechanizmu przechylenia wózków manualnych z funkcją przechylenia to mechanizm obrotowy. Ponieważ środek ciężkości osoby pokrywa się ze środkiem obrotu, nie dochodzi do przesunięcia środka ciężkości osoby. Ponadto, ze względu na fizykę systemu obrotowego, nie są wymagane amortyzatory gazowe. Poniżej znajduje się grafika ilustrująca ten mechanizm przechylenia.

Małe czerwono-czarne kółko w samym środku grafiki pokazuje wyrównanie środka ciężkości osoby ze środkiem obrotu mechanizmu przechylenia. Zacienione obszary osoby siedzącej ilustrują, że niezależnie od stopnia przechylenia siedziska, środek ciężkości osoby i środek obrotu pozostają wyrównane. Ponieważ nie ma poziomego ruchu środka ciężkości osoby z różnymi stopniami nachylenia, rozstaw osi jest krótszy niż w wózkach z innymi mechanizmami przechylenia, a jednocześnie zapewnia stabilność wózka w różnych stopniach przechylenia. (Można dokonać regulacji w celu zmiany stabilności przedniej/tylnej wózka inwalidzkiego. Jednak omówienie tych regulacji wykracza poza zakres tego artykułu). Krótszy rozstaw osi poprawia zwrotność wózka. Zwrotność jest dodatkowo zwiększona, ponieważ rozkład ciężaru pozostaje stały na przednich kółkach i tylnych kółkach, niezależnie od stopnia nachylenia.

Jak widzieliśmy, mechanizm przechylenia ma wpływ na rozstaw osi wózka z przechyleniem, co wpływa na zwrotność i napęd. Innym skutkiem mechanizmu przechylenia jest łatwość korzystania z mechanizmu przechylenia w celu wprowadzenia lub wyprowadzenia osoby z przechylenia . Mechanizmy przechylenia , w których występuje przesunięcie środka ciężkości osoby, takie jak mechanizmy obrotowe, wspornikowe lub obrotowo-przesuwne, oznaczają, że asystent może odczuwać różnice w łatwości wprowadzania lub wyprowadzania osoby z przechylenia. Na przykład, jeśli środek ciężkości osoby znajduje się za punktem obrotu, gdy dźwignie są włączone w celu aktywacji mechanizmu przechylenia, grawitacja wymusi obniżenie systemu, gdy środek ciężkości osoby przesunie się w dół i w kierunku pleców. Podczas przechylenia środek ciężkości osoby znajduje się coraz niżej i dalej od punktu obrotu, co zwiększa reakcję. Do zapewnienia mechanicznego wspomagania wymagane są amortyzatory gazowe. Asystent odczuje jednak różnicę polegającą na tym, że łatwiej jest ustawić osobę w pozycji przechylenia, gdy środek ciężkości znajduje się za punktem obrotu, a stosunkowo trudniej jest podnieść osobę z pozycji przechylenia do pozycji pionowej.

Gdy środek ciężkości pokrywa się ze środkiem obrotu, tak jak w mechanizmie obrotowym, ponieważ nie występuje przesunięcie środka ciężkości w różnych stopniach przechylenia, opór jest neutralny, niezależnie od tego, czy chodzi o przechylenie, czy nie. Neutralny opór oznacza, że asystent odczuje, że równie łatwo jest ustawić kogoś w pozycji pochylonej, jak i wyprostowanej. Jest to prawdą bez względu na to, ile waży osoba siedząca. Jeśli asystent stwierdzi, że występują problemy z umieszczeniem osoby siedzącej w pozycji przechylonej lub podniesieniem wózka z pozycji przechylonej na wózku z tym mechanizmem przechylenia, wymagana jest regulacja w celu wyrównania środka ciężkości osoby ze środkiem obrotu systemu. (Opis tej regulacji wykracza poza zakres tego artykułu).

Podsumowanie

Za ręcznymi wózkami z przechyleniem siedziska stoi fizyka. Zrozumienie nauki o różnych mechanizmach przechylenia dostępnych dla wózków manualnych z przechyleniem pomaga zrozumieć możliwy wpływ na wyniki osób korzystających z wózków z przechyleniem i ich asystentów. Mechanizm przchylenia wózka wpływa na: rozstaw osi, rozkład masy między przednimi i tylnymi kołami, zwrotność, potencjalne poziome przesunięcie środka ciężkości oraz łatwość, z jaką asystent jest w stanie umieścić osobę w przechyleniu lub poza nim.