השימוש בשירותים הוא חלק בלתי נפרד מחיי היומיום של כולם, אולם משתמשים עם מוגבלויות בניידות, פציעות או מוגבלויות עשויים למצוא את השימוש בחדר אמבטיה סטנדרטי מאתגר. לכל היותר, חדרי אמבטיה סטנדרטיים עשויים להגיע לעיתים עם מעקות או תאים רחבים יותר, אך אלה עדיין אינם פתרון מלא עבור כל המשתמשים עם בעיות ניידות. יכולת כוונון גובה האסלה ונגישות הם תחומים ספציפיים שניתן לשפר במסגרות ציבוריות גדולות יותר. פתרונות אלה קיימים כיום; עם זאת, הם משמשים בעיקר במסגרות פרטיות ביתיות ואינם ניתנים להסכמה לשימוש מעשי במסגרות ציבוריות. במאמר זה, אנו מכסים את המסע של צוות RIT MSD Universal Lavatory Test Stand ליצירת פתרונות נוחים, מהירים וקלים לשירותים מתכווננים שיכולים לעזור לאנשים עם אתגרי ניידות.
מבוא לצוות
עמדת הבדיקה האוניברסלית לשירותים, המכונה גם "אסלה בתנועה!", היא פרויקט צוות של סטודנטים ממכון הטכנולוגי של רוצ'סטר בתחומי הנדסה שונים:
רוברט צ'ו – מהנדס מכונות ומערכות
אוברי פיגוראס - מהנדס מכונות ומעצב CAD
קלואי קטדוריס – מהנדסת תעשייה ומנהלת פרויקטים
ג'ון לוונהאופט - מהנדס חשמל ומנחה
זאק פליקינגר – מהנדס חשמל ומערכות
מני פיזארו – מהנדס מכונות ורכש
ההנחיה המקורית לפרויקט הועלתה על ידי דניאל פיליפס וסטן ריקל מ- 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.
תכנון ועיצוב המערכת
המערכת המכנית תוכננה באמצעות SolidWorks בעוד שהסכמות החשמליות תוכננו באמצעות Altium. כבסיס לתכנון המכני, הם בחרו להשתמש ב- מנשא ארון יחיד מברזל יצוק Watts ISCA-101-R IS, אשר יכלה לתמוך באסלה התלויה על הקיר בתקן אמריקאי ודורג לקיבולת של 500 פאונד. העומס הכולל המשוער כלל את מנשא האסלה במשקל 31 ק"ג, כ-50 פאונד עבור האסלה, ועד 350 פאונד כדי להכיל אדם באחוזון ה-99.
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.
חיתוך חתיכות העץ
רוב הבנייה הושלמה ב- המבנה חלל ייצור הממוקם בקמפוס RIT המוקדש לתמיכה בסטודנטים של RIT בפרויקטים אישיים וכיתתיים. כל חלקי העץ המקיפים את מנשא האסלה, כמו גם הכותרת העליונה והתחתונה של המסגרת, יוצרו ב... נתב CNC של ShopSabre, בשל הדיוק והמורכבות של החורים שהם נדרשו.
הצוות תכנן סט של קרשי עץ שעליהם ניתן היה להרכיב את מנשא האסלה. קרשי העץ הללו היו צריכים גם לכלול ארבעה מיסבים כדוריים ליניאריים חזקים שירכבו על מסילות ההובלה ויספקו שטח עבור... מפעילים להתקנה. החומר שנבחר לכך היה לוח אורן בעובי 2.5 ס"מ מ לואו'סבאמצעות נתב CNC, הצוות הצליח לחתוך פאנל עץ אורן בעובי 2.5 ס"מ לחלקים הנדרשים עבור מערכת נשיאה לאסלה.
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 חלקים המעובדים ב-CNC עבור החלק התחתון והחלק העליון של מסגרת עמדת הבדיקה האוניברסלית של שירותים נראים בתמונה למטה, כאשר החלק העליון הוא ראש המסגרת שממנו יורכבו המפעילים הליניאריים.
בחירת מפעילים ליניאריים מתאימים
For this project, linear actuators were carefully selected based on three main factors:
- מהירות נסיעה
- קיבולת עומס דינמית
- אורך משיכה
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 להיות האפשרות הטובה ביותר שתענה על דרישותיהם. למרות שמפעיל אחד היה מסוגל לתמוך לחלוטין בעומס המלא של 225 ק"ג, נבחרו שני מפעילים לשימוש לצורך יתירות.
תהליך ההרכבה
לאחר שכל החלקים יוצרו ונחתכו לאורכים המתאימים, הצוות הרכיב את מערכת נשיאה לאסלה. על ידי לחיצה על המסבים לתוך קרשי העץ והברגת מתאמי המיסבים יחד, הצוות הצליח "ללכוד" את המיסבים בתוך הקרשים שעברו חריטת CNC.
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.
הַבָּא, מנשא שירותים מסחרי (COTS - מסחרי מהמדף) היה מאובטח בין השניים קרשי עץ עיבוד CNC ליצירת מערכת נשיאה מורכבת לאסלות.
מכאן, מסילות ההובלה הלינאריות נדחפו דרך המיסבים ולכל קצה חוברו אוגנים. לאחר מכן הצוות הרכיב את המסגרת סביב מנשא האסלה, כאשר אוגני מסילות ההובלה הורכבו בחלק העליון והתחתון של המסגרת. לאחר ששלב זה הושלם על הרצפה, הם יכלו להעמיד את המערכת כולה ולהרכיב אותה לקיר בעזרת סוגריים זוויתיים מפלדה ו... סוגרי הרכבה BRK-17.
ה דוּ מפעילים PA-17 הותקנו לאחרונה על ידי חיבור חורי ההרכבה שלהם ל- סוגרי הרכבה על גבי ראש המסגרת, מאריכים אותם לכל אורכם וחיבורם לבסיס מערכת נשיאה לאסלהלאחר דיון מעמיק עם הפרופסור והמנטור של הצוות מתוכנית העיצוב הרב-תחומית של RIT, אלקטרוניקה נוספת מלבד מתג נדנדה נחשבו מיותרים להתקנה עקב ההחלטה הסופית לא ליישם את המתוכנן במקור מערכת בקרהעמדת בדיקת שירותים אוניברסלית מורכבת, כעת עם מפעילים PA-17 מחובר למתג נדנדה ניתן לראות למטה.
בדיקות ותוצאות סופיות
בסופו של דבר, הצוות לא הצליח ליישם את בקרי מהירות AC-26-30 עם הזמן, מכיוון שהם לא הבינו כיצד בקרי מהירות פועלים. בעבר, הצוות ניסה להפעיל את בקרי המהירות הללו עם התקני המיתוג שלהם בצד הקלט, אולם, התקני המיתוג צריכים להיות בצד הפלט כדי לעבוד כראוי. מסיבה זו, בקרי המהירות שלהם פעלו בצורה מושלמת בכיוון אחד, אך היפוך הקוטביות לא עבד. מכיוון שלא היה מספיק זמן לפתור בעיות ולתכנן מחדש את המערכת, הצוות נאלץ להשמיט תכונה זו ולעבוד עם מתג נדנדה יחיד לשליטה על המשתמש.
אילוצי זמן גרמו גם לכך שהמערכת החשמלית המכילה את הארדואינו אונו ו-RFID לגבהים קבועים מראש לא יושמה במערכת ונשארה לעת עתה כעבודה תיאורטית לחלוטין. הצוות הצליח לבצע בהצלחה בדיקות משקל ותנועה של מעמד הבדיקה האוניברסלי לשירותים המוגמר עם עומס של 147 ק"ג כדי לוודא פעולה תקינה.
לסיכום
למרות אתגרים כמו חוסר במימון מספיק, ידע בנושא וניסיון בתעשייה, צוות RIT MSD Universal Lavatory Test Stand עדיין הצליח להשלים את הרכבת הפרויקט בסופו של דבר. הצוות אסיר תודה גם על ההזדמנות שניתנה להם להגשים את רעיונות LiveAbility Lab ומודה למארק מינוני על כל הדרכתו בפרויקט ועצותיו המעשיות לעתידם.
תודה לצוות RIT MSD Universal Lavatory Test Stand על שיתוף הפרויקט שלכם והדגמת החשיבות של זמן וכסף בפרויקטים אמיתיים! למידע נוסף על... המכון הטכנולוגי של רוצ'סטר, אל תהססו לבדוק אותם ב יוטיוב, פייסבוק, ו אינסטגרםאם יש לכם שאלות בנוגע למפעילים הליניאריים החשמליים שלנו או שאתם רוצים לדון עוד במוצרים האחרים שלנו, אל תהססו לפנות אלינו! אנו מומחים בתחום ונשמח לסייע בכל דרך אפשרית.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123
