Zespół:

mgr inż. Bartosz Wieczorek, doktorant Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu, Politechnika Poznańska
dr inż. Marek Zabłocki, Politechnika Poznańska, Instytut Silników Spalinowych i Transportu, Zakład Inżynierii Wirtualnej

Istota wynalazku

Rozwiązanie napędu piasty przekładniowej trzybiegowej do ręcznych wózków inwalidzkich dla osób z niepełnosprawnością motoryczną umożliwia napęd wszystkich wózków inwalidzkich wyposażonych w duże koła napędu ręcznego z ciągami (np. uniwersalnych oraz aktywnych wózków o różnych średnicach kół napędowych).
Przekładnia charakteryzuje się: trzema przełożeniami i=0,64; 1 oraz 1,56, prostotą zmianą biegów, ergonomią, łatwym montażem/demontażem kół (połączenie kół z wózkiem inwalidzkim za pomocą szybkozłączy), możliwością przewożenia w samochodzie (np. podobnie jak standardowego wózka inwalidzkiego).

Znany jest problem napędzania wózka inwalidzkiego po sypkim gruncie lub stromym wzniesieniu. Te warunki terenowe wymagają od użytkownika zwiększonego wysiłku podczas napędzania typowego wózka. Wózek wyposażony w omawiany mechanizm może być przesterowany w takich warunkach w układ reduktora (przełożenie i=1,56), zwiększając moment napędowy kół dla kompensacji ograniczonych zdolności siłowych człowieka. Potrzeba zwiększenia prędkości jazdy wózka na drogach utwardzonych o mniejszych oporach ruchu jest zaspokajana przy biegu multiplikującym obroty (i=0,64). Trzecie przełożenie (i=1) biegu bezpośredniego przekazywania momentu napędowego z ciągów na koła umożliwia poruszanie analogicznie do typowego wózka ręcznego – jak bez zastosowania przystawki.

Napędzanie oraz zmiana toru ruchu wózka inwalidzkiego wyposażonego w wynalazek odbywa się w identyczny sposób jak w klasycznym ciągowym wózku inwalidzkim, przez co użytkownik nie musi posiadać dodatkowych umiejętności.

W omawianym mechanizmie do zmiany przełożeń wykorzystano przekładnię planetarną zabudowaną w piaście koła napędowego wózka inwalidzkiego. Dzięki temu nie powiększono gabarytów wózka inwalidzki, w konsekwencji czego wózek zachowuje swoją dotychczasową funkcjonalność (np. zapewnia możliwość przejazdu przez wąskie otwory drzwiowe, prostego manewrowania, zmniejszenia obciążenia użytkownika).

Korzyści z zastosowania wynalazku

Zastosowanie przedstawionego rozwiązania rozszerza funkcjonalność konwencjonalnego wózka inwalidzkiego, wpływa na bezpieczeństwo i wygodę poruszania, zmniejsza obciążenie kończyn górnych (w układzie kostno-stawowo-mięśniowym), umożliwia spełnienie indywidualnych preferencji poprzez możliwość wyboru jednego z trzech przełożeń.

Rozwiązanie wynika z analizy potrzeb oraz rozwoju produktów dla osób niepełnosprawnych lepiej spełniających wymagania użytkowe i bezpieczeństwa użytkowania. W Unii Europejskiej opracowano Plan Działań Rady Europy [Zalecenie nr Rec(2006)5] w celu zapewnienia realizacji działań między innymi w myśl filozofii projektowania uniwersalnego (Universal Design UD) z uwzględnieniem potrzeb wielu grup osób z różnymi niepełnosprawnościami. Rozwiązanie wpisuje się w wymienione działania poprzez poprawę jakości użytkowej produktu przez osoby z niepełnosprawnością motoryczną w różnym wieku (również osoby starsze).

Potencjał komercjalizacyjny

Istnieją potencjalne możliwości uruchomienia produkcji i sprzedaży. Komercjalizacja wiąże się między innymi z potencjalnymi możliwościami wytwórczymi i rynkiem nabywców.

Z punktu widzenia wymagań technologicznych poza typowymi i prostymi do wytworzenia elementami w przystawce wykorzystywana jest przekładnia zębata o małym module, której wykonanie wymaga specjalizowanych środków produkcji.

Możliwości sprzedaży np. w kraju wynikają z liczebności osób niepełnosprawnych poruszających się na wózkach oraz możliwości dofinansowania przy zakupie. Według danych GUS z 2011 r. w Polsce było 5,3 mln osób niepełnosprawnych, w tym z wózków inwalidzkich korzystało ok. 565200 osób dorosłych i dzieci, co stanowi ok. 1,5% całej populacji. Globalny rynek wózków inwalidzkich w 2010 r. charakteryzują liczby: 4,2 mln szt. wyprodukowanych wózków o wartości detalicznej 3,2 mld USD, w tym wózków z napędem ręcznym 2 mln szt. o wartości 1,5 mld USD. Liczba sprzedanych rocznie wózków na 10000 mieszkańców wynosi średnio 5 szt.