Study and reformulation of the technical aid device HomeHoist

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernandes, Filipa Gracinda Silva
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1822/77544
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica
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spelling Study and reformulation of the technical aid device HomeHoistCerebral palsyIntegrated hoistTransferWheelchairCadeira de rodasGrua integradaParalisia cerebralTransferênciaEngenharia e Tecnologia::Engenharia MecânicaDissertação de mestrado integrado em Engenharia BiomédicaCerebral palsy manifests itself in the first years of a child's life and may be caused by brain injuries, or abnormal brain development, reflecting in disorders in the child's motor capacity, each case varying in terms of severity and type of motor disorders. The average life expectancy of these children has been increasing, which means that it is relevant to find alternatives to improve the quality of life of those affected by this condition. Thus, the HomeHoist project emerged, which aimed to function as a single device for transferring patients with cerebral palsy without burdening the caregiver. The HomeHoist device consisted of an electric wheelchair, with a built-in hoist, removable seat, and free interior space, which allowed the patient to be transferred between various surfaces, such as beds and toilets. Following an internship at the company Orthos XXI, the interest arose to revive this project, which had been concluded in 2014. The aspects identified for improving the device were to incorporate verticalization; include leg raising, which despite being a goal in the original project, was not achieved; split the seat and backrest to customize the operation of the device; free up the lateral space on the seat to facilitate patient handling; and change the structure and components to meet the company's production, reducing production time and cost. Using project methodologies such as the goal tree, analysis of functions, and the method of weighted goals, it was possible, among several solutions, to understand which ones best fit the intended goals, followed by the determination of dimensional constraints and the selection and placement of mechanical components, to obtain a 3D model of the final device. With the model it was possible to obtain 65º verticalization; 155º reclination; the dimensions of the device were as intended; and the foot elevation was incorporated, although it did not allow to completely stretch the legs. Then, a brief analysis of the electrical components to be incorporated was made, followed by the simulation of two components, and with the simulation of one of them, the arch, it was realised that it would have to be redesigned to withstand the load that was applied to it, by increasing the diameter of the tube and the positioning of the rings. Finally, with the production of the prototype, it was possible to understand what should be improved to facilitate the production of the device, both in terms of production and assembly. The functioning of the device was also tested, to confirm the information obtained with the 3D model.A paralisia cerebral manifesta-se nos primeiros anos de vida de uma criança e pode ser provocada por lesões cerebrais, ou desenvolvimento cerebral anormal, refletindo-se em distúrbios na capacidade motora da mesma, cada caso variando em termos de severidade e de tipo de disfunções motoras. A esperança média de vida destas crianças tem vindo a aumentar, o que significa que é relevante encontrar alternativas para melhorar a qualidade de vida daqueles afetados por esta condição. Assim, surgiu o projeto HomeHoist, que tinha como objetivo funcionar como dispositivo único para a transferência de pacientes com paralisia cerebral, sem sobrecarregar o prestador de cuidados. O dispositivo HomeHoist consistia numa cadeira de rodas elétrica, com uma grua incorporada, assento removível e o espaço interior livre, o que permitia transferir o paciente entre várias superfícies, como a cama e vasos sanitários. No seguimento de um estágio na empresa Orthos XXI, surgiu o interesse em reavivar este projeto, que tinha sido concluído em 2014. Os aspetos identificados para a melhoria do dispositivo foram incorporar a função de verticalização; adicionar a elevação de pernas, que apesar de ser um objetivo no projeto original, não foi alcançado; dividir o assento e o encosto de costas, para personalizar o funcionamento do dispositivo; libertar o espaço lateral no assento, para facilitar o manuseamento do paciente; e alterar a estrutura e componentes para irem de encontro à produção da empresa, reduzindo o tempo e custo de produção. Usando metodologias de projeto, como a árvore de objetivos, análise de funções e o método dos objetivos ponderados, foi possível de entre várias soluções, compreender quais as que melhor se enquadravam nos objetivos pretendidos, seguindo-se então a determinação das restrições dimensionais e de seleção e colocação de componentes mecânicos, para obter um modelo 3D do dispositivo final. Com o modelo foi possível obter verticalização de 65º; reclinação de 155º; as dimensões do dispositivo foram ao encontro do pretendido; e a elevação de pés foi incorporada, apesar de não permitir esticar completamente as pernas. De seguida, foi feita uma breve análise dos componentes elétricos a ser incorporados, seguida da simulação FEM de dois componentes, sendo que, com a simulação de um deles, o arco, percebeu-se que o mesmo teria de ser alterado de modo a aguentar a carga que lhe era aplicada, aumentando-se o diâmetro do tubo e o posicionamento das argolas. Por fim, com a produção do protótipo foi possível perceber o que deveria ser melhorado para facilitar a produção do dispositivo, tanto em termos de produção como de montagem. Foi também testado o funcionamento do dispositivo, para confirmar a informação obtida com o modelo 3D.Seabra, EuricoSilva, Luís F.Universidade do MinhoFernandes, Filipa Gracinda Silva20212021-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/77544eng202952037info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:15:50Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/77544Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:08:22.207653Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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