Customizing Paralympic rowing equipment
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2781687Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Denne oppgaven omhandler hvordan produktutvikling og en iterativ prototypeprosess har blittbrukt til å utvikle og produsere routstyr for Birgit Skarstein, hvor det overordnede målet harvært å forbedre hennes ytelser innen paralympisk roing. Når utstyr skal designes for maksimalytelse, er det viktig å forstå hvilke parametere som påvirker ytelse i størst mulig grad. Meddette utgangspunktet, ble seteposisjon valgt ut som en parameter å optimalisere. Første del avoppgaven dreier seg om tidlig prototype-arbeid knyttet til utvikling av et sete for romaskin medstore justeringsmuligheter. Prototypen ble brukt i et lavterskel eksperiment med utøveren, somga lovende resultater. Arbeidet knyttet til eksperimentet er blitt dekket av en konferanse-artikkelsom er gjengitt i sin helhet i kapittel 3.
De positive resultatene fra det første eksperimentet banet vei for et nytt eksperiment, hvormålet var å teste flere seteposisjoner, og oppnå økt forståelse for hvordan sittestillingen påvirkerytelsen. Et nytt eksperiment ble designet, hvor flere målinger blir implementert – både fysiskeog fysiologiske. Resultatene viste en sterk forbedring i ytelse sammenlignet med tidligere sitteposisjon,hvor målt effekt ble forbedret med 39,7%. Dette eksperimentet førte til et utkast tilen journalartikkel, gjengitt i sin helhet i kapittel 4.
Det ble foreslått at alle komponenter burde redesignes med ergonomi, passform og brukerprefereanseri fokus. For å være i stand til å igangsette en iterativ prototypeprosess med høy gradav designfrihet av høyoppløste prototyper ble det besluttet å benytte 3D printing fremfor mertradisjonelle produksjonsmetoder. En innledende materialtest ble utført på ulike høyytelse polymererfor 3D printing. For å være i stand til å printe slike materialer, var det nødvendig med enny 3D printer ettersom ingen av 3D printerne på universitet var i stand til å printe slike materialer.Dette ble løst ved å modifisere en billig printer. Modifikasjonen av 3D printeren er dekketi oppgaven av et utkast til en forskningsartikkel i kapittel 7.
Med ny oppgradert 3D printer, ble flere iterasjoner av ny setekonstruksjon for skullen produsert.Disse komponentene ble testet sammen med utøver på ro-ergometer for å forsikre at passform påkomponentene var korrekt, samt for å samle data for ytterligere modifikasjoner og justeringer.Videre ble en siste revisjon av setekonstruksjonen produsert basert på mål og tilbakemeldingerfra utøver, før komponentene ble sendt til utøveren for bruk på treningsleir.
Foreløpige resultater fra testing på vann innebærer en test med redusert varighet, hvor tiden harblitt ekstrapolert for å tilsvare et løp på 2000 meter, som er standard konkurransedistanse. Denneestimerte tiden var på 8 minutter og 45 sekunder, hvilket er 1 minutt og 28 sekunder raskere ennnåværende verdensrekord satt av Birigit Skarstein i 2018. The work presented in this thesis deals with how product development and an iterative prototypingprocess have been used to develop and produce rowing equipment for Birgit Skarstein, wherethe overall goal has been to improve her performance in Paralympic rowing. When designingequipment for maximal performance, investigating the best performing parameters is necessaryto provide an optimal design. With this aim, a study investigating the effect of seating positionsusing a rowing ergometer was conducted. The first part of the thesis is about early prototypework related to the development of a seat for a rowing ergometer with large adjustment possibilities.The prototype was used in a preliminary experiment with the athlete, which yieldedpromising results. The work related to the experiment has been covered by a conference articleshown in Chapter 3.
The positive results from the first experiment paved the way for a new experiment, where thegoal was to test multiple seating positions, and gain better understanding of how the seatingposition affects performance. A new experiment was designed, where several measurementswere implemented - both physical and physiological. The results showed a strong improvementin performance compared to previous seating position, where measured power was improved by39.7%. This experiment led to a white paper for a journal article, shown in Chapter 4.
It was suggested that all parts should be re-designed with ergonomics, proper fitment and userpreferences in focus. While designing new components, traditional production methods werenot capable of providing the desired design freedom. An initial material test was performed onvarious high-performance polymers for 3D printing. To be able to print such materials, a new3D printer was needed as none of the university’s 3D printers were able to print such materials.This was solved by modifying a cheap printer. The modification of the 3D printer is covered inanother white paper for a research article in Chapter 7.
With the upgraded 3D printer, several iterations of the new seat assembly for the scull wereproduced. These components were tested by the athlete on a rowing ergometer to ensure correctfitment of the components, as well as to collect data for further modifications and adjustments.A final revision of the seat assembly was then produced based on measurements and feedbackfrom the athlete, before being sent to the athlete for use at a training camp.
Preliminary results from testing on water involve a test of reduced duration, where the elapsedtime has been extrapolated to correspond to a run of 2000 meters, which is the standard competitivedistance. This estimated time was 8 minutes and 45 seconds, which is 1 minute and 28seconds faster than the current world record set by Birigit Skarstein in 2018.