TRIZ-Based Walker Design Providing Independent Mobility for Walking Disabled Dogs

Abstract

In this study, an economical, durable, and foldable wheelchair apparatus was designed for stray dogs with hind limb paralysis. Existing solutions on the market often restrict essential life activities such as sitting, lying down, and resting, while their use is typically limited to short periods of time, usually around two hours. These limitations reduce both animal comfort and the practicality of use for owners. To overcome these shortcomings, a systematic and innovative design process was carried out using the TRIZ methodology. In the design phase, glass fiber-reinforced PVC (GFR-PVC) pipes were selected to achieve an optimal balance between lightness and durability. The material was preferred not only for its strength but also for its cost-effectiveness, local availability, and compatibility with domestic production. Thanks to its telescopic structure, the apparatus can easily adapt to dogs of different sizes and weights, making it suitable for a broad user group, including pet owners, animal shelters, and volunteers caring for stray dogs. The foldable mechanism, designed according to the segmentation principle, allows dogs to move independently without constant user intervention. This ensures that the apparatus can be used not only during walking but also while sitting or resting. Cost optimization was achieved through value engineering methods, while structural durability was validated with computer-aided static analyses. As a result, the proposed apparatus provides a portable, practical, and functional solution that improves the quality of life of paralyzed dogs, while also offering ease of assembly, transport, and long-term use for owners.

Keywords

• Disabled animals
• walker
• TRIZ
• product design
• Value engineering

Yürüme Engelli Köpeklere Yönelik Bağımsız Hareket Sağlayan TRIZ Tabanlı Yürüteç Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, arka bacakları felçli sokak köpekleri için ekonomik, dayanıklı ve aynı zamanda katlanabilir bir yürüteç aparatı tasarlanmıştır. Günümüzde piyasada bulunan mevcut çözümler incelendiğinde, bu ürünlerin çoğunun köpeklerin temel yaşam aktiviteleri olan oturma, uzanma, dinlenme ve serbest hareket etme ihtiyaçlarını büyük ölçüde kısıtladığı görülmektedir. Ayrıca kullanım sürelerinin genellikle iki saat ile sınırlandırılması, hayvanların konforunu doğrudan olumsuz etkilerken sahiplerin beklentilerini de karşılamamaktadır. Bu sebeple hem hayvan refahını hem de kullanıcı deneyimini iyileştirmeye yönelik yeni bir yaklaşım geliştirilmiştir. Belirtilen eksiklikleri giderebilmek amacıyla TRIZ metodolojisi kullanılarak sistematik ve yenilikçi bir tasarım süreci yürütülmüştür. Tasarım aşamasında, hafiflik ve dayanıklılık dengesini sağlayabilmek için cam elyaf takviyeli PVC (GFR-PVC) borular tercih edilmiştir. Kullanılan malzeme, uygun maliyetli olması, kolay temin edilebilmesi ve yerli üretime uyum sağlaması açısından da avantaj sunmaktadır. Teleskopik yapı sayesinde farklı boyut ve kilodaki köpeklere uyum sağlanabilmekte, böylece ürün yalnızca evcil hayvan sahiplerine değil, aynı zamanda barınaklara ve sokak hayvanlarıyla ilgilenen gönüllülere de hitap etmektedir. Bölme-parçalama prensibiyle tasarlanan katlanabilir mekanizma, köpeğin kullanıcı müdahalesi olmadan bağımsız hareket etmesine olanak tanımaktadır. Bu sayede cihaz yalnızca yürüyüş sırasında değil, oturma ve dinlenme esnasında da kullanılabilmektedir. Değer mühendisliği yöntemleriyle maliyetler optimize edilmiş, bilgisayar destekli statik analizlerle ise yapısal dayanıklılık doğrulanmıştır. Sonuç olarak ortaya çıkan yürüteç aparatı; sokak koşullarına uygun, pratik, taşınabilir ve fonksiyonel bir çözüm sunmakta, köpeklerin yaşam kalitesini artırırken kullanıcı açısından da kurulum, taşıma ve uzun süreli kullanım kolaylığı sağlamaktadır.

Keywords

• Engelli hayvanlar
• yürüteç
• TRIZ
• Ürün Tasarımı
• Değer mühendisliği

References

1. [1] S.H. Beyaztaş, Mimari Tasarımda Ekolojik Bağlamda Biçim Ve Doğa İlişkisi, Istanbul, 2012.
2. [2] E. Fowler, Design, analysis, and development of cost effective canine wheelchairs., University of Louisville, 2008. https://doi.org/10.18297/etd/452.
3. [3] Walkin Pets, Dog Wheelchairs, (2024). https://walkinpets.com/collections/dog-wheelchair-rear-adjustable-wheelchairs-for-dogs-with-disabilities (accessed June 20, 2024).
4. [4] Zoomadog, Wheelchairs, (2024). https://zoomadog.co.uk/products/walkin-wheels-rear-amputee-dog-wheelchair (accessed June 22, 2024).
5. [5] Training Lines, Dog Mobility, (2024). https://www.traininglines.co.uk/pet-wheelchairs-suitable-for-dogs-cats-rabbits-lambs-goats/ (accessed May 22, 2024).
6. [6] K9 Charts, Shop, (2024). https://k9carts.com/products/rear-wheelchair (accessed May 23, 2024).
7. [7] Best Friend Mobility, Products, (2024). https://bestfriendmobility.net/collections/rear-support (accessed May 19, 2024).
8. [8] Crawlpaw, Wheelchairs, (2024). https://www.crawlpaw.com/Dog-Wheelchairs/ (accessed May 29, 2024).

9. [9] T.R. Short, Experiences with a mobile support for paraplegic dogs., J Am Vet Med Assoc 152 (1968).
10. [10] L.R. Mace, M.F. Story, M.A. Jones, The principles of universal design, 1991.
11. [11] M.A. Akbulut, Yaratıcı Problem Tekniğinin (TRIZ) Elektrik Prizleri İçin Tasarım Alanına Uygulanması, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Istanbul, 2014.
12. [12] G. Altshuller, Ve mucit birden ortaya çıkıverdi, 2nd ed., Elma Yayınevi, 2007.
13. [13] G. Altshuller, And suddenly the inventor appeared, 2nd ed., MA. Technical Innovation Center, 1996.
14. [14] F.I. Kubota, I.D. Rosa, L. Cantorski, Identification and conception of cleaner production opportunities with the Theory of Inventive Problem Solving, J Clean Prod 47 (2013). https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.07.059.
15. [15] B. Zlotin, A. Zusman, G. Altshuller, Tools of classical TRIZ, 1999.
16. [16] G. Burz, L. Marian, Case Study On The Implementation Of The TRIZ Innovation Method In SMEs, Revista de Management Şi Inginerie Economică 13 (2014).
17. [17] C.R. Kaykayoğlu, INNOVİKO sertifika programı, in: Istanbul, 2012.
18. [18] A. Terzi, Hedef maliyetleme, değer mühendisliği ve Kaizen maliyetleme üçlüsünün çay işletmelerinde birlikte uygulanabilirliği, Kırıkkale Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi (2017).
19. [19] N. Yüksel, H.R. Börklü, O. Erden, An Application of Value Engineering: Meatball Making Machine Design, Gazi Journal of Engineering Sciences 6 (2020). https://doi.org/10.30855/gmbd.2020.02.01.
20. [20] E. Bozdemi̇r, M.S. Orhan, Maliyet Kontrol Aracı Olarak Hedef Maliyetleme Yönteminin Türk Otomotiv Sanayinde Uygulanabilirlik Düzeyinin İncelenmesi, Erzurum, 2011.
21. [21] F. Kurşunel, A.T. Alkan, A.B. Şalvarcı, Maliyet Yönetiminde Çağdaş Bir Yaklaşım: Hedef Maliyetleme Süreci Örnek Uygulama, Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimler Meslek Yüksekokulu Dergisii 8 (2005) 57–74. https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/116588.
22. [22] Erboy Plast, PVC boru, (2024). https://erboyplast.com.tr (accessed May 29, 2024).
23. [23] A. Yıldırım, Kangal Irkı Köpeklerde Büyüme ve Beden Ölçülerine Ait Özellikler, Iğdır, 2012.
24. [24] Matweb, Matweb, Overview of materials for PVC, 10% Glass Fiber Reinforced, (2025). https://matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=9971b36df42547a19699d40320455fb1&utm_ , 2025 (accessed March 2, 2025).
25. [25] J.A. Travieso-Rodriguez, R. Jerez-Mesa, J. Llumà, O. Traver-Ramos, G. Gomez-Gras, J.J.R. Rovira, Mechanical properties of 3D-printing polylactic acid parts subjected to bending stress and fatigue testing, Materials 12 (2019). https://doi.org/10.3390/ma12233859.