Arquitetura de Estruturas
Introdução
A arquitetura estrutural da cadeira de rodas foi desenvolvida para integrar e dimensionar adequadamente os componentes necessários à adaptação de um modelo comercial da Ortobras, transformando-o em uma solução personalizada. Este capítulo detalha o processo de projeto das estruturas, que foram concebidas para atender às necessidades do usuário, priorizando conforto, ergonomia e funcionalidade, além de acomodar os sistemas eletrônicos e de energia de forma eficiente.
Dentre os fatores ergonômicos considerados, destacam-se a introdução de um apoio ajustável para as pernas, um apoio ajustável para a cabeça e a adição de rodinhas traseiras, que foram projetadas para garantir a segurança do usuário, reduzindo o risco de tombamentos durante o uso.
Objetivos
Este capítulo tem como objetivo apresentar a arquitetura estrutural das adaptações realizadas na cadeira de rodas, destacando como cada componente foi integrado ao projeto para atender aos requisitos técnicos e ergonômicos. Busca-se evidenciar as soluções adotadas para garantir segurança, conforto e funcionalidade, assegurando que a cadeira atenda plenamente às necessidades do usuário.
Metodologia
Visão geral da cadeira de rodas original
Conforme mencionado anteriormente, a cadeira de rodas utilizada como base para o projeto é um modelo comercial, que serve como estrutura principal para as adaptações propostas. Originalmente, a cadeira possui um design convencional, com rodas de 24 polegadas e uma estrutura metálica simples. Seu sistema de apoio para as pernas e o encosto são fixos, oferecendo possibilidades limitadas de ajuste para o usuário.
A partir dessa estrutura básica, foram realizadas adaptações estruturais para atender às exigências do projeto SpeedChair, visando aprimorar conforto, ergonomia e segurança, além de permitir a integração eficiente dos sistemas eletrônicos.
Adaptações estruturais para acomodação de componentes eletrônicos
A primeira grande modificação ocorreu na parte inferior da cadeira, próxima ao assento, onde foi instalado um compartimento dedicado para acomodar os componentes eletrônicos essenciais, como bateria, fonte de alimentação, limitador de tensão, duas pontes H, ESP32 e placa de circuito. Inicialmente, projetou-se esse compartimento no formato de uma gaveta móvel, permitindo fácil acesso e manutenção dos dispositivos. No entanto, devido ao peso elevado da bateria, que poderia dificultar o deslizamento da gaveta e comprometer a estabilidade da cadeira, optou-se por uma fixação permanente dessa estrutura.
Além disso, foram desenvolvidos compartimentos em PETG para os componentes eletrônico, garantindo sua fixação em posições estratégicas e evitando movimentações indesejadas durante o uso da cadeira. Para aumentar a segurança e proteger os circuitos contra impactos e poeira, foi projetada uma tampa de fechamento, transformando o compartimento em uma caixa selada e segura.
A segunda modificação envolveu o posicionamento dos sensores ultrassônicos, com alguns instalados na parte traseira da cadeira e outros na parte interna do apoio de pernas, próximos ao chão. Todos os sensores foram fixados de maneira a garantir que não houvesse interferência no conforto ou na mobilidade do usuário.
Por fim, o braço da cadeira foi modificado para a instalação do joystick. Foi desenvolvido um suporte em 3D para encaixar o joystick de forma segura no braço da cadeira, permitindo que o usuário operasse a cadeira com facilidade e precisão.
Melhorias Ergônomicas
O conforto e a ergonomia são aspectos fundamentais para garantir que o usuário tenha uma experiência de uso prolongado sem desconforto. Para atender a essas necessidades, foram realizadas alterações no sistema de apoio de pernas e no apoio de cabeça.
Mecanismo Móvel para Apoio de Pernas
O apoio de pernas ajustável foi projetado para permitir que o usuário configure seu ângulo de acordo com suas preferências, garantindo maior conforto e ergonomia. A cadeira oferece inclinações predefinidas de 120°, 140° e 170°, tomando como referência os eixos do plano das pernas e da superfície do assento, conforme estabelecido na norma NBR ISO 7176-7. O objetivo é proporcionar posições mais ergonômicas e confortáveis ao usuário.
Para viabilizar essa funcionalidade, o tubo estrutural do apoio de pernas foi projetado com uma divisão no ponto de articulação. Nesse ponto, foi instalada uma rótula, permitindo que o apoio se incline nos ângulos desejados. Para garantir a fixação precisa e segura na angulação escolhida, foi desenvolvida uma chapa dentada, fixada ao pino de apoio da cadeira. O apoio de pernas ajustável foi projetado para permitir que o cuidador configure seu ângulo de acordo com as preferências e necessidades do usuário, sem grandes dificuldades ou a necessidade de um mecanismo complexo.
Suporte de Cabeça
O apoio de cabeça será fixado ao encosto da cadeira por meio de uma base metálica composta por duas barras paralelas, onde se apoia a barra vertical responsável pelo ajuste de altura. Além dessa regulagem, o sistema permite o deslocamento para frente ou para trás, proporcionando maior flexibilidade para atender às necessidades do usuário. Para garantir a fixação precisa da altura escolhida, será instalado um puxador com pino mola, que oferece um mecanismo simples e eficaz para ajuste e travamento. Esse sistema permite ao cuidador definir a posição mais confortável para o usuário com facilidade e segurança.
Sistema de Segurança: Rodinhas Estabilizadoras Contra Tombamentos
As rodinhas traseiras estabilizadoras foram adicionadas à cadeira para aumentar a segurança e a estabilidade, prevenindo tombamentos para trás. Elas são instaladas em tubos metálicos da estrutura da cadeira e projetadas para permanecer suspensas quando a cadeira está em posição normal, sem comprometer sua mobilidade. No entanto, ao ocorrer uma inclinação para trás, as rodinhas entram em contato com o solo, proporcionando suporte adicional e evitando o risco de tombamento.
Conclusão
As inovações implementadas, como os apoios ajustáveis, sensores de segurança e rodinhas estabilizadoras, refletem o compromisso do projeto em desenvolver uma cadeira de rodas que alia tecnologia e ergonomia, proporcionando ao usuário mais conforto e uma experiência de uso otimizada.
Tabela de versionamento
| Versão | Versão | Descrição | Responsável |
|---|---|---|---|
| 1.0 | 30/11/2024 | Escrita dos textos | Júlia Laryssa Messias |
| 2.0 | 30/11/2024 | Cad | Pedro Andrade |
| 3.0 | 01/12/2024 | Revisão do artefato | Júlia Laryssa Messias |
| 4.0 | 03/02/2025 | Atualização e revisão do artefato | Ana Carolina Carvalho |
| 5.0 | 03/02/2025 | Atualização e revisão do artefato | Pedro Andrade Leite |