Rollstuhl-Trainingsgerät für Querschnittgelähmte

Abstract

Durch die veränderte Beanspruchung des Körpers querschittgelähmter Personen entstehen Folgeerkrankungen die eine Rehabilitation erschweren können. Durch passives und aktives Training der gelähmten unteren Extremitäten, etwa durch funktionelle Elektrostimulation (FES), können die Beschwerden verringert werden.<br />Darüber hinaus ist es möglich die dabei entwickelten Kräfte zur eigenen Mobilität, etwa auf speziellen Trainingsfahrrädern zu nutzen. Ziel dieser Arbeit ist es ein Trainingsgerät zur Rollstuhlmontage, auf Basis eines bereits im Einsatz befindlichen Trainingsfahrrades zu konstruieren. Dieses soll nicht der Mobilität dienen, sondern das Training durch bessere Regelbarkeit und damit der Ermöglichung komplexerer Trainingsprogramme, verbessern. Der Antrieb ist aufgrund bekannter, durch FES erreichbarer Leistungsdaten, ausgelegt. Zum Einsatz kommt ein Bürstenloser Servomotor mit 300 W Nennleistung und eine digitale Positioniersteuerung. Die Kraftübertragung erfolgt über ein Planetengetriebe und ein Kegelradgetriebe, an dessen beidseitigen Ausgang die Kurbeln montiert sind. Nach Überlegungen zur Ergonomie der Tretbewegung wurde ein Befestigungsmechanismus entworfen, der eine Anpassung an die Größe des Trainierenden und die schnelle Montage auf Faltrollstühle unterschiedlicher Breite erlaubt. Im Zuge der Arbeit wurde ein Prototyp des kompletten Rollstuhl-Trainingsgerätes gebaut.<br />

Due to the changed demands the body of paraplegics suffers secondary diseases, which comlicate rehabilitation. Passive and active training of the paralysed lower limbs, for instance by functional electrical stimulation (FES), may ease these troubles. Apart from that the generatet muscle force can be used on specially adopted Tricycles to provide mobility. The aim of this dissertation is to design a wheelchair-mounted training device based on a training tricycle system which is already in use. It is not intended for mobility, but for upgrading training by better controllability, therefor allowing more complex training programs. The drive power is configured to suit FES generated muscle forces. It features a 300 W brushless servomotor with digital positioning controller. The drivetrain consists of a planetary gear and a bevel gear, holding the crank arms directly on its double-sided output shaft. Based on ergonomic consideration concerning the cycling movement an attachment frame fitting different body sizes and wheelchairs was designed. A prototype of the wheelchair training device was produced and assebled.