Development of a cross-country sit-ski prototype with steering capabilities and belt motor for propulsion and braking assistance

Abstract

Dette prosjektet tar sikte på å utvikle en skipiggekjelke-prototype med fremdriftsassistanse- og motstandsbremsings-motor, samt styreegenskaper og å tilegne kunnskap som trengs for å designe og produsere et lite antall enheter av en forbedret versjon. Dette med det formål å bedre livskvalitet, følelse av selvstendighet og trening for personer med ryggmargsskader og gangvansker i langrenn, fordi løsningene og produktene som finnes på markedet i dag ikke er tilstrekkelige og trenger forbedringer.

Skipiggekjelken er viktig og verdifull for mennesker med gangvansker og øker livskvaliteten ved å la dem gå på ski og få tilgang til naturen. Produktene som er tilgjengelige i dag er imidlertid egnet for flatt underlag, men viser seg krevende og utmattende i oppoverbakker og kan være vanskelige å styre i svinger og bremse med i nedoverbakker. For å forsøke å løse dette ble det utviklet flere prototyper for å teste konsepter og lære om designmulighetene. En endelig skipiggekjelke-prototype med fremdrifts-, bremse- og styre-egenskaper ble konstruert basert på de utviklede prototypene og kunnskapen som ble tilegnet gjennom utviklingsprosessen.

Det ble gjennomført en grundig testing i langrennsløyper med tre testdeltakere. I testen ble skipiggekjelke-prototypen analysert i scenarier som flat mark, svinging, oppoverbakke og nedoverbakke. Resultatene viste en stabil og svært fungerende prototype med både fremdrifts-, bremse- og styreegenskaper. Det kreves imidlertid justeringer for at designet skal være klart for å produsere et lite antall av skipiggekjelken. Anbefalinger for videre arbeid inkluderer og er ikke begrenset til; en forbedret chassisstruktur, ytterligere testing av styremodulen og beltetrekk i mer scenarier, raskere beltehøydejustering og bedre motorkontroll.

This project aims to develop a cross-country sit-ski prototype with a propulsion assistance and resistance braking motor, as well as steering capabilities and to gain knowledge needed to design and produce a low quantity of units of an improved version. This is for the purpose of improving the quality of life, feeling of independence and training for people with walking disabilities in cross-country skiing, because the solutions and products available on the market today are not sufficient and need improvements.

The cross-country sit-ski is important and valuable for people with walking disabilities and increases their quality of life by allowing them to go skiing and access nature. However, the products available today are suitable for flat ground, but prove demanding and exhausting uphill and can be difficult to steer in turns and brake in downhill. To address this, several prototypes were developed to test concepts and learn about the design possibilities. A final cross-country sit-ski prototype with propulsion, braking and steering capabilities was constructed based on the developed prototypes and the knowledge gained through the development process.

A thorough testing was conducted in cross-country ski trails with three test participants. In the test the cross-country sit-ski was analysed in scenarios such as flat ground, turning, uphill and downhill. Results showed a stable and highly functioning prototype with both propulsion, braking and steering capabilities working. However, adjustments are required for the design to be ready for a low quantity production. Recommendations for further work include and are not limited to; an improved chassis structure, further testing of the steering module and belt traction in more scenarios, faster belt height adjustment and better motor control.