Използването на банята е обичайна част от ежедневието на всеки човек, но потребителите с ограничения в мобилността, наранявания или увреждания може да открият, че стандартната баня е трудна за използване. Най-много стандартните бани понякога могат да бъдат оборудвани с парапети или по-широки кабини, но те все още не са цялостно решение за всички потребители с проблеми с мобилността. Регулирането на височината на тоалетната и достъпността са специфични области, които по-големите обществени заведения биха могли да подобрят. Тези решения съществуват и днес; те обаче се използват главно в домашни условия и не са достъпни за практическо приложение в обществени места. В тази статия разглеждаме пътя на екипа за тестови стендове за универсални тоалетни на RIT MSD за създаване на достъпни, бързи и лесни решения за регулируеми тоалетни, които могат да помогнат на хора с двигателни затруднения.
Представяне на екипа
Известен още като „Тоалетна в движение!“, Универсалният тестов стенд за тоалетни е екипен проект на студенти от Технологичния институт в Рочестър в различни инженерни области:
Робърт Чо – машинен и системен инженер
Обри Фигорас – машинен инженер и CAD дизайнер
Клоуи Катадорис – Индустриален инженер и ръководител на проекти
Джон Лоуенхаупт – електроинженер и фасилитатор
Зак Фликингер – електротехник и системен инженер
Мани Писаро – машинен инженер и закупчик
Първоначалната идея за проекта е дадена от Даниел Филипс и Стан Рикел от RIT LiveAbility Lab, who were seeking to create an accessible lavatory that could accommodate users with mobility issues. The goal was to develop a moveable toilet that would adhere to ADA standards when in a home position but could also be adjusted (both manually and automatically) in height to suit any user's needs. Through the guidance of the RIT Multidisciplinary Senior Design program, the team spent the first semester identifying customer requirements, benchmarking existing products, and developing a preliminary system design.
Планиране и проектиране на системата
Механичната система е проектирана с помощта на SolidWorks, докато електрическите схеми са проектирани с помощта на Altium. Като основа на механичния дизайн е избрано да се използва... Watts ISCA-101-R IS Чугунен единичен шкаф за гардероб, който може да поддържа тоалетна чиния, монтирана на стена по американски стандарт, и е оценен за капацитет от 500 фунта (227 кг). Общото очаквано натоварване включва носача за тоалетна от 77 фунта (33 кг), приблизително 50 фунта (22,7 кг) за тоалетната и до 350 фунта (157 кг) за настаняване на 99-ти персентил човек.
Because the load was cantilevered, the design required guide rails to help counter the induced moment. A stress analysis performed by the team helped to determine that two guide rails made of 1-1/2 inch diameter 1566 carbon steel would be sufficient for supporting the load without yielding due to bending or fatigue.
Изрязване на дървените парчета
По-голямата част от строителството е завършена в Конструктът пространство за изработка, разположено в кампуса на RIT, посветено на подкрепа на студентите на RIT в лични и класни проекти. Всички дървени части около носача на тоалетната, както и горната и долната част на рамката, са произведени на CNC рутер ShopSabre, поради прецизността и сложността на необходимите им отвори.
Екипът е проектирал комплект дървени дъски, към които може да се монтира тоалетната. Тези дървени дъски също така е трябвало да обхващат четири здрави линейни сачмени лагера, които да се движат по направляващите релси и да осигуряват площ за... задвижващи механизми за монтаж. Избраният материал за това беше борова дъска с дебелина 1 инч от ЛоуС помощта на CNC рутер, екипът успя да изреже 2,5-сантиметров дебел боров панел на необходимите части за системата за носене на тоалетна.
Framing for the system was made of 2x12 dimensional lumber, with the side studs of the frame doubled up for extra strength. As part of this frame, the team designed a custom header and footer to which the guide rails would be mounted. These CNC-обработените части за долната и горната част на рамката на универсалната тестова стойка за тоалетна са показани на снимката по-долу, където горната част е заглавната част на рамката, от която ще бъдат монтирани линейните задвижващи механизми.
Избор на подходящи линейни задвижвания
For this project, linear actuators were carefully selected based on three main factors:
- скорост на движение
- динамична товароносимост
- дължина на хода
The team needed a speed that was relatively fast, but also safe for human use, and a motion range of approximately 24 inch. After lots of research, they found the PA-17-24-850 да бъде най-добрият вариант, отговарящ на техните изисквания. Въпреки че един задвижващ механизъм би бил напълно способен да поддържа целия товар от 500 фунта (227 кг), бяха избрани два задвижващи механизма, които да се използват за резервиране.
Процесът на сглобяване
След като всички части бяха произведени и нарязани на подходящи дължини, екипът сглоби системата за тоалетна. Чрез натискане на лагерите в дървените дъски и завинтване на адаптерите за лагери, екипът успя да „заключи“ лагерите си в дъските, фрезовани с ЦПУ.
The rest of the frame was cut using a radial arm saw and assembled with a hand drill and screws. Any additional assembly was completed using 1/2 inch diameter bolts, nylock nuts, and socket wrenches.
След това, тоалетна чиния COTS (стандартна търговска) беше осигурено между двамата CNC обработени дървени дъски за оформяне на сглобена система за носене на тоалетна.
Оттук линейните направляващи релси бяха прокарани през лагерите и към всеки край бяха прикрепени фланци. След това екипът сглоби рамката около носача на тоалетната чиния, като фланците на направляващите релси бяха монтирани в горната и долната част на рамката. След като тази стъпка беше завършена на пода, те успяха да изправят цялата система и да я монтират на стената със стоманени ъглови скоби и Монтажни скоби BRK-17.
The два Задвижващи механизми PA-17 бяха инсталирани последни чрез закрепване на монтажните им отвори към монтажни скоби върху горната част на рамката, като ги разтегнете до пълната им дължина и ги прикрепите към основата на системата за носене на тоалетнаСлед обстойно обсъждане с професора и ментора на екипа от мултидисциплинарната програма за старши дизайн на RIT, друга електроника освен превключвател бяха счетени за ненужни за инсталиране поради окончателното решение да не се изпълнят първоначално планираните система за управлениеСглобеният универсален тестов стенд за тоалетни, вече с PA-17 задвижващи механизми свързан към лостов превключвател може да се види по-долу.
Окончателни тестове и резултати
В крайна сметка екипът не успя да го осъществи Регулатори на скоростта AC-26-30 с времето, тъй като не разбраха правилно как работят регулаторите на скоростта. Преди това екипът се опита да управлява тези регулатори на скоростта с техните превключващи устройства от входната страна, но превключващите устройства трябваше да са от изходната страна, за да работят правилно. Поради това техните регулатори на скоростта работеха перфектно в една посока, но обръщането на полярността не работеше. Тъй като нямаха достатъчно време за отстраняване на неизправности и препроектиране на системата, екипът трябваше да пропусне тази функция и да работи с един лостов превключвател за потребителски контрол.
Ограниченията във времето доведоха до това, че електрическата система, съдържаща Arduino Uno и RFID за предварително зададени височини, не беше внедрена в системата и засега беше оставена изцяло на теоретична основа. Екипът успешно проведе тестове за тегло и движение на завършения универсален тестов стенд за тоалетни с приложен товар от 350 фунта (157 кг), за да провери правилната работа.
В РЕЗЮМЕ
Въпреки предизвикателства като липса на достатъчно финансиране, познания по темата и опит в индустрията, екипът на RIT MSD Universal Lavatory Test Stand все пак успя да завърши сглобяването на проекта си. Екипът е благодарен и за възможността да реализира идеите на LiveAbility Lab и благодари на Марк Минуни за всичките му насоки по проекта и реални съвети за бъдещето им.
Благодарим на екипа на RIT MSD Universal Lavatory Test Stand за споделянето на вашия проект и показването колко важни са времето и парите за реални проекти! За да видите още от Технологичен институт в Рочестър, не се колебайте да ги разгледате на YouTube, Фейсбуки ИнстаграмАко имате въпроси относно нашите електрически линейни задвижвания или желаете да обсъдите допълнително другите ни продукти, не се колебайте да се свържете с нас! Ние сме експерти в това, което правим, и ще се радваме да ви помогнем с каквото можем.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
