Projeto e simulação de muleta alta feita de bambu
Crutches are essential equipment to help people who have some kind of temporary or permanent limitation in locomotion, but frequent use can cause several types of injuries, especially in the users' armpits and wrists, due to the pressure caused by the reaction of the supports on these parts of...
| Autor principal: | Ostapiv, Gabriel |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2022
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27672 |
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riut-1-276722022-03-18T06:06:34Z Projeto e simulação de muleta alta feita de bambu Design and simulation of tall crutch made of bambo Ostapiv, Gabriel Ostapiv, Fabiano Medeiros, Bruno Bellini Rodrigues, Fabio Rodrigo Mandello Ostapiv, Fabiano Projeto de produto Tecnologia de reabilitação Inovações tecnológicas Métodos de simulação Bambú Product design Rehabilitation technology Technological innovations Simulation methods Bamboo CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Crutches are essential equipment to help people who have some kind of temporary or permanent limitation in locomotion, but frequent use can cause several types of injuries, especially in the users' armpits and wrists, due to the pressure caused by the reaction of the supports on these parts of the human body. This work has as main objective to build and test prototypes of a tall bamboo crutch, with an innovative shape being taller than the user. It is expected that this type of crutch will reduce the rate of injuries from frequent use, as well as expand the functions of the equipment, making it possible to use accessories such as umbrellas and lanterns, since its use is difficult due to the fact that the user with both hands busy when traveling. Still in this work, numerical computational analyzes were developed on a virtual model of the new bamboo crutch, seeking to evaluate the deflections on the equipment, caused by mechanical efforts of vertical loading. Pieces of bamboo stalks of the species Phyllostachys aurea, also known as cane-india, from fishing rods, sold commercially, were used as structural material in the prototype. The purpose of using fishing rods is to allow easy reproduction as well as to reduce the productive cost, in order to make this type of crutch accessible to the low-income population. The computer numerical simulation was performed with the ANSYS academic software, from Workbench, used for structural analysis of complex geometries, and for the creation and improvement of prototypes. As a result, the simulated, manufactured and tested crutch proved to be mechanically resistant, easy to build, low cost and functionally efficient, adding new functions compared to traditional equipment. According to the results of the numerical simulation, there is a maximum displacement in the critical region of the crutch, it was about 1.9 mm, tending to open the upper arch of the crutch, when the peak load found by Goh et al (1986) was applied. The field tests suggested that the crutch fulfill the objective of reducing pressure and discomfort in the user's armpits, due to the use of elastic straps and velcro-padded straps; and proved to be functional, supporting the weight of an 80 kg person. Muletas são equipamentos essenciais para o auxílio de pessoas que possuem algum tipo de limitação temporária ou permanente na locomoção, mas o seu uso frequente pode causar diversos tipos de lesões, principalmente nas axilas e nos pulsos dos usuários, devido à pressão causada pela reação dos apoios sobre estas partes do corpo humano. Este trabalho tem como objetivo principal construir e testar protótipos de uma muleta alta de bambu, com formato inovador sendo mais alta do que o usuário. Espera-se que este tipo de muleta permita diminuir o índice de lesões por uso frequente, bem como ampliar as funções do equipamento possibilitando a utilização de acessórios como guarda chuvas, e lanternas, uma vez que é difícil o seu uso devido ao fato de o usuário estar com as duas mãos ocupadas no deslocamento. Ainda neste trabalho foram desenvolvidas análises computacionais numéricas sobre um modelo virtual da nova muleta de bambu, buscando avaliar as deflexões sobre o equipamento, causados por esforços mecânicos de carregamento vertical. Pedaços de colmos de bambu da espécie Phyllostachys aurea, também conhecida como cana-da-índia, provenientes de varas de pesca, vendidas comercialmente, foram utilizados como material estrutural no protótipo. O objetivo do uso de varas de pesca é permitir a fácil reprodução bem como a redução do custo produtivo, com o intuito de tornar este tipo de muleta acessível à população de baixa renda. A simulação numérica computacional foi realizada com o software ANSYS academic, da Workbench, usado para análises estruturais de geometrias complexas, e para a criação e melhoria de protótipos. Como resultado a muleta simulada, fabricada e testada mostrou-se mecanicamente resistente, de fácil construção, baixo custo e funcionalmente eficiente, agregando novas funções em relação ao equipamento tradicional. Conforme resultados da simulação numérica, ocorre um deslocamento máximo na região crítica da muleta, foi de cerca de 1,9 mm, tendendo a abrir o arco superior da muleta, quando aplicada a carga de pico encontrada por Goh et al(1986). Os testes de campo sugeriram que a muleta cumpriu o objetivo de diminuir a pressão e o desconforto nas axilas do usuário, devido ao uso dos tirantes elásticos e cintas acolchoadas com velcro; e se mostrou funcional, suportando o peso de uma pessoa de 80 kg. 2022-03-17T14:38:14Z 2022-03-17T14:38:14Z 2020-10-20 bachelorThesis OSTAPIV, Gabriel. Projeto e simulação de muleta alta feita de bambu. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Pato Branco, 2020. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27672 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco Brasil Departamento Acadêmico de Mecânica Engenharia Mecânica UTFPR |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Crutches are essential equipment to help people who have some kind of temporary or permanent limitation in locomotion, but frequent use can cause several types of injuries, especially in the users' armpits and wrists, due to the pressure caused by the reaction of the supports on these parts of the human body. This work has as main objective to build and test prototypes of a tall bamboo crutch, with an innovative shape being taller than the user. It is expected that this type of crutch will reduce the rate of injuries from frequent use, as well as expand the functions of the equipment, making it possible to use accessories such as umbrellas and lanterns, since its use is difficult due to the fact that the user with both hands busy when traveling. Still in this work, numerical computational analyzes were developed on a virtual model of the new bamboo crutch, seeking to evaluate the deflections on the equipment, caused by mechanical efforts of vertical loading. Pieces of bamboo stalks of the species Phyllostachys aurea, also known as cane-india, from fishing rods, sold commercially, were used as structural material in the prototype. The purpose of using fishing rods is to allow easy reproduction as well as to reduce the productive cost, in order to make this type of crutch accessible to the low-income population. The computer numerical simulation was performed with the ANSYS academic software, from Workbench, used for structural analysis of complex geometries, and for the creation and improvement of prototypes. As a result, the simulated, manufactured and tested crutch proved to be mechanically resistant, easy to build, low cost and functionally efficient, adding new functions compared to traditional equipment. According to the results of the numerical simulation, there is a maximum displacement in the critical region of the crutch, it was about 1.9 mm, tending to open the upper arch of the crutch, when the peak load found by Goh et al (1986) was applied. The field tests suggested that the crutch fulfill the objective of reducing pressure and discomfort in the user's armpits, due to the use of elastic straps and velcro-padded straps; and proved to be functional, supporting the weight of an 80 kg person. |
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OSTAPIV, Gabriel. Projeto e simulação de muleta alta feita de bambu. 2020. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia Mecânica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), Pato Branco, 2020. |
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