Development and testing of an allterrain wheelchair built with light magnesium alloy to improve the mobility of the rural population

• Chacón-Cifuentes, Paula ; Valencia-Escobar, Andrés ; Zuleta-Gil, Alejandro ^[1] ; Sevilla-Cadavid, Gustavo ^[1] ; Correa-Bedoya, Esteban ^[2] ; Echeverría-Echeverría, Félix ^[3]
  1. [1] Universidad Pontificia Bolivariana

     Universidad Pontificia Bolivariana

     Colombia

     
  2. [2] Universidad de Medellín

     Universidad de Medellín

     Colombia

     
  3. [3] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     

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• Localización: Revista Kepes, ISSN-e 2462-8115, ISSN 1794-7111, Vol. 20, Nº. 28, 2023 (Ejemplar dedicado a: Julio-Diciembre; - -), págs. 49-69
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo y prueba de una silla de ruedas todoterreno construida con aleación ligera de magnesio para mejorar la movilidad de la población rural
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• Resumen
  • español

    Este trabajo tuvo como objetivo diseñar y probar una silla de ruedas todoterreno para la población rural, implementando aleaciones de magnesio AZ31 y un mecanismo de propulsión de palanca para reducir el esfuerzo realizado durante la movilidad. Se evaluaron dos prototipos de la silla de ruedas bajo la norma ISO7176 y pruebas de usabilidad. Para validar que la reducción de peso de la silla de ruedas representaba un beneficio, se realizó un estudio de medidas repetidas para establecer el efecto del cambio de material sobre la eficiencia de la movilidad. Las pruebas se desarrollaron en un campus académico en Colombia en un espacio abierto con una superficie cubierta de césped, desniveles y otros obstáculos para emular las condiciones de un entorno rural. Se utilizó un muestreo por conveniencia, seleccionando aleatoriamente 17 sujetos de la comunidad académica sin discapacidad ni sobrepeso. Se fabricaron dos prototipos, uno en aluminio y el segundo en aleación de magnesio. Para el estudio de medidas repetidas cada participante debía realizar tres pruebas con ambos prototipos: una de corta distancia, otra de obstáculos y otra de larga distancia, que se realizaban aleatoriamente. El prototipo de aleación de magnesio logró una reducción de peso del 25%. En las pruebas ISO7176, ambos prototipos mantuvieron su integridad estructural y funcionalidad. Asimismo, se pudo establecer con una confianza del 95%, que con el prototipo de magnesio los usuarios recorrieron una mayor distancia en el mismo lapso de tiempo. El nuevo diseño satisface las necesidades de movilidad, soporte y comodidad de los usuarios, haciendo un uso eficiente del material. La reducción de peso en la silla de ruedas permite al usuario ahorrar tiempo en su movilidad o recorrer mayores distancias con menor esfuerzo físico. Esto representa un punto de partida para ofrecer un producto contextualizado y asequible a la población latinoamericana.

  • English

    The objective of this work was to design and test an all-terrain wheelchair for the rural population, implementing an AZ31 magnesium alloy and a lever propulsion mechanism to reduce the effort made during mobility. Two wheelchair prototypes were evaluated under the ISO7176 standard and usability testing. To validate the fact that the wheelchair weight reduction represents a benefit, a repeated measures study was carried out to establish the effect of the material change on mobility efficiency. The tests were carried out in an academic campus in Colombia in an open space with a surface covered with grass, unevenness, and other obstacles to emulate the conditions of a rural environment. A convenience sample was used, randomly selecting 17 subjects from the academic community without disabilities or overweight. Two prototypes were manufactured, one in aluminum and the second in magnesium alloy. For the study of repeated measurements, each participant had to complete three tests with both prototypes: a short-dis ance test, an obstacles test, and a long-distance test, which were performed randomly. The magnesium alloy prototype achieved a 25% weight reduction. In ISO7176 testing, both prototypes maintained their structural integrity and functionality. Also, with a confidence of 95%, it was possible to establish that with the magnesium prototype, the users traveled a greater distance in the same time. The new design meets the needs of mobility, support, and comfort of users, making efficient use of magnesium alloy. Weight reduction in the wheelchair allows the user to save time on mobility or cover greater distances with less physical effort. This is a starting point to offer a contextualized and affordable product to the Latin American population.