Analysis of an electromagnetic resistance generation system used in a wheelchair ergometer

At the present, there are few equipments dedicated to application of tests for wheelchairs user, which motivated the development of projects for this population. The aim of this work is to analyze the application of an electromechanical resistance generator module linked to an ergometer prototype to evaluate the physical condition of wheelchairs users. The ergometer prototype was projected to solve the biomechanical problems, with the development standard tests through an effective simulation of wheelchair motion. The propulsion module is similar to a standard wheelchair structure with a mechanical transmission adaptation. The electromagnetic resistance module developed the generated resistance torque to simulate the loads during the movement of a wheelchair. This electromagnetic brake uses electromagnets based on Foucault theory for braking action. The prototype gets a feedback data from a generator clamped to the transmission system. An analytic model was developed to estimate the braking force. The different levels of torque and rotational speed were calibrated using a torque sensor and an inductive sensor, respectively. A software interface in LabVIEW for acquisition and data analysis to determinate the parameters of physical conditioning of wheelchair users was developed. To evaluate the module clamped to the ergometer prototype ERG-CR09 the Wingate test was used. It was observed that the software and equipments developed were adequate for the physical evaluation with the levels of resistance offered by the module.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia MecânicaAtualmente, existem poucos equipamentos dedicados para a aplicação de testes em deficientes físicos que utilizam cadeira de rodas, o que motiva o desenvolvimento de projetos voltados para esta população. Neste trabalho foi analisada a aplicação de um módulo de resistência, gerada pela ação eletromagnética acoplado a um protótipo de um ergômetro desenvolvido para avaliação do condicionamento físico de cadeirantes. O projeto do ergômetro para cadeirantes visa o melhoramento de problemas de natureza biomecânica de tal forma que o equipamento permita a realização de testes padrões através da realização de um efetivo gesto motor que simula o movimento de uma cadeira de rodas. O módulo de propulsão é similar à estrutura de uma cadeira de rodas padrão com adequações mecânicas de transmissão. O módulo de geração de resistência eletromagnética desenvolvido forneceu o torque resistivo para simular o esforço de uma pessoa na cadeira de rodas sobre o chão. O módulo eletromagnético de resistência utiliza eletroímãs e o princípio de Foucault para gerar a ação de frenagem, sendo que esta ação é retroalimentada por um gerador acoplado a um mecanismo de transmissão. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo analítico para estimar a força de frenagem. Os diferentes níveis de torque e rotação foram calibrados através de um torquímetro e sensores indutivos de presença. Foi desenvolvido um aplicativo em ambiente LabVIEW para a aquisição e tratamento dos dados a fim de determinar os parâmetros para avaliações do condicionamento físico de cadeirantes. O módulo acoplado ao protótipo do ergômetro ERGCR09 foi avaliado utilizando o protocolo de teste de Wingate aplicado em cadeirantes e não cadeirantes. Foi observado para os níveis de resistência fornecidos pelo módulo que os dispositivos e aplicativos desenvolvidos são adequados para a avaliação do condicionamento físico