Determining the rolling resistance coefficient of wheelchairs

People moving on wheelchairs overcome the forces of resistance such as: air resistance, resistance of the ascent, inertia force and rolling resistance force. Under certain conditions of use of the wheelchair, the only resistance that must overcome the driving force during the movement is the rolling resistance force. This situation occurs during uniformly rectilinear movement, on a flat level surface at speeds of up to 20 km/h, because at this speed the air resistance is negligible. Rolling resistance is mainly influenced by the mass of the rolling object and the rolling resistance coefficient of the running gear. The value of the rolling resistance coefficient can be influenced, among others, by the surface, type and level of pressure in the tire, and the measurement method. There are test methods that in the resistance of rolling beyond the resistance resulting from the contact of the tire with the surface take into account the resistance to connection of the wheel with the driven object. One of them is the innovative method of measuring the rolling resistance coefficient of objects equipped only with the running gear according to the patent application P.424484 and the developed device for these tests in accordance with the patent application P.424483. The article presents the results of wheelchair rolling resistance test with a classic drive system and wheel attachment. These results show differences in the aspect of rolling resistance of classic wheelchairs with wheelchairs equipped with innovative propulsion solutions, such as a lever drive system or a hybrid drive The study was financed from the means of the National Centre for Research and Development under LIDER VII programme, research project no. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.

Osoby poruszające się na wózka inwalidzkich pokonują siły oporów ruchu takie jak: siła oporów powietrza, siła oporów wzniesienia, siła bezwładności oraz siła oporów toczenia. W określonych warunkach użytkowania wózka inwalidzkiego jedynym oporem, który musi pokonać siła napędowa podczas realizacji ruchu jest siła oporów toczenia. Sytuacja taka występuje podczas ruchu jednostajnie prostoliniowego, na płaskiej poziomej nawierzchni przy prędkości do 20 km/h, ponieważ przy tej prędkości opór powietrza jest pomijalnie mały. Na siłę oporów toczenia główny wpływ ma masa toczonego obiektu oraz współczynnik oporów toczenia układu jezdnego. Na wartość współczynnika oporów toczenia może wpływać między innymi nawierzchnia, rodzaj i poziom ciśnienia w oponie, oraz metoda pomiarowa. Istnieją metody badawcze, które w skład oporów toczenie poza oporami wynikającymi z kontaktu opony z nawierzchnią uwzględniają opory połączenia koła z napędzany obiektem. Jedną z nich jest wykorzystana w badaniach innowacyjna metoda pomiaru współczynnika oporów toczenia obiektów wyposażonych tylko w układ jezdny zgodna ze zgłoszeniem patentowym P.424484 oraz opracowanym urządzeniem do tych badań zgodnym ze zgłoszeniem patentowym P.424483. W artykule przedstawiono wyniki badań oporów toczenia wózków inwalidzkich z klasycznym układem napędowym i mocowaniem koła. Wyniki te pozwalają wykazać różnice w aspekcie siły oporów toczenia klasycznych wózków inwalidzkich z wózkami inwalidzkimi wyposażonymi w innowacyjne rozwiązania napędowe takimi jak np. dźwigniowy system napędowy lub napęd hybrydowy. Badanie zostało sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu LIDER VII, projekt badawczy nr. LIDER/7/0025/L-7/15/NCBR/2016.