В роликах для инвалидных колясок, которые функционируют как шасси самолета и обеспечивают более плавную езду, используются длинные композиты из углеродного волокна для снижения веса.

Jan 28, 2024

Новости предоставлены

19 июля 2017 г., 17:00 по восточному времени

Поделиться этой статьей

ВИНОНА, Миннесота, 19 июля 2017 г. /PRNewswire/ -- Когда компания Frog Legs, Inc. из Оттумвы, штат Айова, захотела перейти от обработанного алюминия к композиту из углеродного волокна для нового поколения своих колес для инвалидных колясок, они заключили партнерство с PlastiComp, Inc., мировому лидеру в области термопластических материалов и технологий, армированных длинными волокнами, не только за композит из углеродного волокна, но и за помощь в обеспечении успеха замены материала.

Компания Frog Legs зародилась в 1997 году, когда основатель Марк Челгрен случайно встретился с командой по регби, страдающей параличом нижних конечностей, где ночная дискуссия об их инвалидных колясках привела Челгрена к разработке альтернативы традиционным жестким роликам, используемым для передних колес инвалидных колясок, которые позволяют им делать крутые повороты.

Вместо фиксированных вилок, которые требуют, чтобы колесо двигалось вверх и преодолевало препятствия, подпрыгивая при этом наездника, Челгрен разработал свои вилки с запатентованной точкой поворота и клиновидным амортизатором, который позволяет им преодолевать препятствия по дуговой траектории, функционируя очень эффективно. как шасси самолета, сглаживая полет.

«Дуга — гораздо более эффективное движение», — сказал Челгрен. «Но его зоны сжатия не являются линейными, поэтому вместо традиционного амортизатора цилиндрической формы в Frog Legs используется клиновидная форма, чтобы лучше справляться с дифференциальными нагрузками спереди назад».

Люди с ограниченными физическими возможностями, которым для передвижения необходимы инвалидные коляски, буквально чувствуют каждую неровность дороги, когда их кресла сталкиваются с такими, казалось бы, незначительными препятствиями, как трещины и неровности поверхности. День, наполненный постоянной вибрацией и трясками от этих помех, вызывает у гонщиков усталость и может вызвать судороги, что требует лечения медикаментами.

Испытания, проведенные Центром промышленных исследований и обслуживания Университета штата Айова, показали, что 80% вибраций, с которыми сталкиваются водители инвалидных колясок, создавались передними колесами, а усовершенствования конструкции Челгрена снизили передачу этих вибраций на раму инвалидной коляски на 76%. .

Челгрен знал, что они с Лягушачьими Лапками могли бы добиться большего. «Нас всегда подталкивают к облегчению нашего продукта», — сказал он. «На людей с ограниченными возможностями сильно влияет любой дополнительный вес».

«На этот раз мы рассмотрели другой тип производственного процесса, а не обработку алюминия», — сказал Челгрен. «Литье под давлением позволило нам получить гораздо более сложную форму, а композиты из углеродного волокна действительно дали нам преимущества в том, какими могут быть параметры нашей конструкции».

«Если идея состоит в том, чтобы взять алюминиевую деталь и сделать ее из углеродного волокна, я думаю, что люди упускают возможность», — продолжил он. «Деталь из углеродного волокна и алюминиевая деталь не должны выглядеть одинаково, вместо этого вам нужно проектировать с учетом комбинированного материала и процесса. Было бы практически невозможно обработать или выковать нижнюю часть нашей новой конструкции вилки».

В поворотных колесах второго поколения Frog Legs используются два различных композитных материала, армированных длинным углеродным волокном, от PlastiComp из Вайноны, штат Миннесота. Механически обработанный алюминий был заменен длинным композитным материалом из нейлона 6/6, армированным углеродным волокном, в вилках колес и длинным углеродным волокном. армированный термопластичный полиуретан в ступице колеса.

Компания PlastiComp по индивидуальному заказу разработала армированный полиуретановый композит для соединения с уретаном, используемым для внешней поверхности качения колеса. «Использование термопластичного полиуретана для втулки позволяет нам получить химическую связь», — сказал Челгрен. «Алюминиевая ступица состоит из разных материалов, которые никогда не сцепляются полностью и могут скользить».

Переход от алюминия к длинным композитам, армированным углеродным волокном, позволил снизить вес пары самоустанавливающихся колес Frog Legs на 33% – более чем на полфунта (280 граммов) легче – снижение, которое заметно и ценится гонщиками.

Новая конструкция и материалы прошли стандартные испытания RESNA (Общества реабилитационных инженеров Северной Америки), которые выдерживают удары и падения в течение миллионов циклов. Компания Frog Legs продолжила их тестирование, но не смогла получить данные для сравнения с традиционными металлическими самоустанавливающимися колесами.