Silla de ruedas autoconstruible de bajo coste

Abstract

El objetivo de este Trabajo de Fin de Grado consiste en el diseño y desarrollo de una “silla de ruedas autoconstruible de bajo coste”, la cual está destinada a personas con movilidad reducida que habitan en países en vía de desarrollo.
El primer capítulo de este TFG aborda una amplia introducción, citando primeramente algunos conceptos relacionados con la discapacidad y las barreras que deben afrontar las personas que las padecen. Posteriormente, se realiza una reseña de los diferentes tipos de “ayudas técnicas”, haciendo hincapié en las características que deben reunir estos productos y, además, se muestra en un esquema la “clasificación general de las sillas de ruedas” y su correspondiente descripción detallada.
Seguidamente, se explican aspectos fundamentales de las sillas de ruedas tales como su funcionalidad, recomendaciones, pautas generales de mantenimiento, ensayos realizables según normativa y características que deben reunir los materiales. Para cerrar el primer capítulo, se realiza una breve conclusión de lo estudiado hasta el momento y se establece el objetivo y alcance de este proyecto.
El segundo capítulo, se centra fundamentalmente en los requisitos que debe reunir el producto. El primer apartado muestra el “estudio de mercado” el cual va seguido de la “evaluación de los productos competidores”. Luego, se detallan las características que definen el perfil de usuario y una línea de tiempo, la cual refleja la evolución de las sillas de ruedas hasta la actualidad.
A continuación, se describen las diferentes iniciativas a nivel global en este ámbito y la normativa a tener en cuenta para el desarrollo de este proyecto. Además, como parte fundamental del estado del arte, se exponen las patentes existentes en el mercado de productos similares.
A posteriori, se describen los aspectos ergonómicos que debe reunir una silla de ruedas tales como postura, recomendaciones dimensionales, ajustes y seguridad.
Además, como guía de apoyo al usuario y/o asistente, se muestra un “análisis funcional”, donde se detallan las pautas a seguir para la utilización de las sillas de ruedas. Para finalizar, se plantean las restricciones tecnológicas, las características del entorno geográfico y los objetivos de diseño de este proyecto.
El tercer capítulo muestra las actuaciones que se llevan a cabo para dar solución a la problemática planteada. Este capítulo se centra en el diseño y desarrollo de la silla de ruedas, pasando por una fase inicial donde se aplica un método de inventiva con el objetivo de obtener soluciones a las dificultades técnicas que se presentan. Luego, se exponen una serie de bocetos en tres dimensiones como así también la metodología empleada para realizarlos.
La fase siguiente consiste en el estudio de los esfuerzos que sufre cada modelo estructural propuesto, utilizando para ello un programa de cálculo por elementos finitos. Finalmente, en base a los resultados de los esfuerzos y al coste de materiales, se decide cual es la solución más adecuada o viable a desarrollar en este proyecto.
En los últimos capítulos se incluye una descripción de los diferentes elementos que componen la silla de ruedas y, además, se realiza una simulación por elementos finitos del modelo final para comprobar su validez. Luego, se realiza el desarrollo de los planos, el presupuesto estimado del prototipo, el proceso de fabricación, las pautas de mantenimiento y las instrucciones de montaje. Se cierra con una serie de recomendaciones, las conclusiones del proyecto y las líneas futuras.
En la sección final del TFG se recoge la bibliografía, los anexos, los acrónimos utilizados y un glosario.

[ABSTRACT]
The objective of this end-of-degree project consists in the design and development of a low cost self-built wheelchair, which is intended for people with reduced mobility who reside in developing countries.
The first chapter includes an extensive introduction, focusing on some concepts about disabilities and the obstacles that people who suffer some disability must face. Then, a review about the different types of technical assistance, with emphasis on the characteristics these products must have, and moreover, the general classification of wheelchairs is shown in a diagram and its corresponding detailed description.
Later on, fundamental aspects of wheelchairs are explained such as its functionality, recommendations, general maintenance guidelines, tests according to standards and the characteristics that the available materials should require. To finish up the first chapter, a brief conclusion is presented with all points mentioned so far, with a description of the objectives of this project and its reach.
The second chapter now concentrates on the requirements of the product. Firstly, a market research is shown, followed by an evaluation of competing products. Also, the characteristics that define the user profile are detailed as well as an historical schedule which shows the evolution of wheelchairs until our days.
Afterwards, the global initiatives that are carried out in this area and the regulation that must be taken into account for the development of the project are shown. Furthermore, as a fundamental part of the artistic state, the existing patents of similar products are described.
Later, the ergonomic aspects of wheelchairs are shown. Such as: body posture, recommendations of dimensional parameters, adjustments and safety.
Furthermore, as a support guide for users and/or assistants, a functional analysis is presented, giving practical advice for the use of wheelchairs. Finally, the characteristics of the environment where the wheelchair will be used, the technologies restrictions and the objectives of design of this project are displayed.
The third chapter shows the actions that are carried out to solve the problem. This chapter is focused on the design and development of wheelchairs, going through a first stage where a method for solving problems is implemented in order to get solutions to the technical difficulties. Then, a list of 3D sketches is exposed along with the applied methodology.
The next phase revolves around the study of efforts and its effects in the structure for the different proposed models. It is made through a specific software using a method of calculation by finite elements.
Finally, taking into account the results of the structural efforts and the cost of materials, the most suitable technical solution is chosen to develop this project.
The last chapters include a description of the main elements that compose a wheelchair, and also, a simulation for finite elements of the final design, checking its validity. Afterwards, the development of the plans is laid out, including an estimate budget of the prototype, the manufacturing process, the maintenance guidelines and the assembly instructions. It finishes with a list of recommendations for the user, the closing conclusions and the future lines.
In the final section of this end-of-degree project, there are detailed: the bibliography, the annexes, a list of acronyms and the glossary.