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Una teoría del rendimiento de los caballitos de la silla de ruedas

Los resultados de este estudio analítico del rendimiento de los caballitos de la silla de ruedas pueden resumirse en dos ecuaciones de diseño de la silla de ruedas, o reglas empíricas, como se desarrollan en el documento. La ecuación que contiene los parámetros significativos que intervienen en la realización de un caballito para subir a la acera es: fh = 0,8 mg theta c.g. donde fh es la fuerza del manillar, m es la masa de la silla de ruedas + el usuario menos las ruedas traseras, g es la aceleración de la gravedad (9,807 m/s2), y theta c.g. es el «ángulo c.g.», es decir, el ángulo entre la vertical que pasa por el eje trasero y una línea que conecta el eje trasero y el centro de gravedad del sistema. La ecuación muestra que si se reduce la masa y/o el ángulo de g.c. será más fácil hacer un caballito. El ángulo de c.g. se reduce moviendo la posición del eje trasero hacia adelante en la silla de ruedas. El equilibrio de los caballitos es el otro aspecto del rendimiento que se tiene en cuenta; el usuario equilibra la silla de ruedas sobre las ruedas traseras para bajar los bordillos o simplemente para divertirse. La facilidad con la que un sistema puede ser controlado (equilibrado) está relacionada con la estabilidad estática del sistema. La estabilidad estática se define como: omega 2 = mgl/J donde J es el momento de inercia de la masa en el centro de gravedad del sistema sobre la dirección perpendicular al marco lateral. Para un mejor control de la silla de ruedas durante el equilibrio de la misma, debe reducirse la estabilidad estática. Las mediciones del valor del momento de inercia de la masa polar para una silla de ruedas típica + usuario de m = 90 kg resultaron ser J = 8,7 kg-m2. Para disminuir el valor de la estabilidad estática, ecuación , se puede aumentar J o disminuir m y/o l, donde l es la distancia del eje trasero al c.g. del sistema. También se demuestra que equilibrar una varilla en la palma de la mano (péndulo invertido) es un problema matemático similar al problema de equilibrio de las ruedas, y una varilla de 1,56 metros de longitud es similar a una silla de ruedas + masa del sistema de usuario de 90 kg. Sin embargo, el equilibrio de una varilla se realiza principalmente mediante la percepción visual, mientras que en el equilibrio del caballito intervienen los propioceptores articulares humanos y la percepción visual más vestibular (oído interno). Por lo tanto, una simple prueba para determinar la longitud más corta de la varilla que uno puede equilibrar en la palma de la mano (además de medir la capacidad de fuerza del borde de la mano y el tiempo de reacción simple) puede indicar si un usuario de silla de ruedas encontrará fácil hacer un equilibrio de wheelie.