Lépcsőmászó kerekesszék PA-17-POT működtetővel

A korlátozott vagy semmilyen lábmozgással nem rendelkező egyéneknek gyakran olyan mobilitási eszközökre van szükségük, amelyek képesek navigálni egyenetlen felületű terepen, kisebb lépcsőkön, különálló lépcsőfokokon és havas körülmények között. Bár a piacon kaphatók kerekesszékes megoldások, ezek gyakran nem kezelik megfelelően ezeket a kihívásokat, vagy túl drágák sok olyan felhasználó számára, akiknek megfizethető megoldásokra van szükségük. A CMD (Collapsible Mobile Device) projekt célja, hogy megfizethető áron biztosítson alapvető mobilitási megoldásokat a kerekesszékes felhasználók számára egy olyan kerekesszék-tartozék kifejlesztésével, amelyet erősen ihlettek a kortárs motoros szánok. Ebben a cikkben a CMD csapat lépcsőmászó kerekesszék-projektjének legfontosabb eseményeit ismertetjük, amely a PA-17-POT aktuátorunkat használja!

A kerekesszékek használatának kihívásai

Arshak Petrosyan részletes megbeszélést folytatott Aaronnal és Emmanuellel az érdekelt felekkel, különös tekintettel azokra a kihívásokra, amelyekkel egyetemi hallgatóként naponta szembesülnek. Ezek a főbb kihívások közé tartozik a kerekesszékek kezelésének nehézsége kedvezőtlen időjárási körülmények között, a gödrök és lépcsők használata, valamint ezeknek az eszközöknek a megfizethetetlen ára. Figyelemre méltó, hogy a csúcskategóriás kerekesszékek ára meghaladhatja a 8000 kanadai dollárt, míg a meglévő lépcsőmászó változatok több mint 50 000 kanadai dollárba kerülhetnek. Ezen kihívások kezelésére az ideális megoldás a következőket foglalná magában:

• Lépcsőmászó képességek a kerekesszékesek által tapasztalt leggyakoribb akadályok leküzdésére.
• Önkiegyensúlyozó, hogy a kerekesszék ülése automatikusan kiegyensúlyozza magát és igazodjon a lépcső dőlésszögéhez a kényelem és a biztonság érdekében.
• Téli időjárás-funkció olyan körülmények kezelésére, mint például a kanadai időjárás.
• Megfizethető árak, amelyek csökkentik a pénzügyi akadályokat és elősegítik a jobb hozzáférhetőséget.

CMD csapatának megalakulása

Az érdekelt felek által leírt problémák megoldása érdekében a Waterlooi Egyetem mérnökhallgatóinak egy csoportja megalapította a CMD csapatot. A CMD (Összecsukható Mobil Eszköz) egy hallgatók által vezetett negyedéves tervezési projekt, amelynek célja, hogy megfizethető jövőt biztosítson a kerekesszékesek számára, amely szabadságot és kényelmet kínál bármilyen terepen való közlekedéshez.

Nigel Fernandes - vezérigazgató és üzleti osztályvezető

Abhi Gupta - Műszaki igazgató és Villamos és Szabályozási Osztályvezető

Mohamed Moustafa - Szoftverosztályvezető

Arshak Petrosyan - CMO és hajtáslánc-osztályvezető

Avinash Yarram - Alváz- és Dinamikai Osztályvezető

Együttesen elkötelezettek a kerekesszék fogalmának forradalmasítása iránt, hogy azt akadályból a szabadság, a függetlenség és a befogadás szimbólumává alakítsák. 

A CMD projekt tervezése és gyártása

A CMD kiegészítőként működik a hagyományos kerekesszékekhez, lehetővé téve a felhasználók számára, hogy téli körülmények között is megbirkózzanak a nehéz terepen, a kisebb egyenetlenségekkel és a lépcsőkkel. Egyetlen töltéssel egy egész napon át biztonságban és kényelmesen közlekedhetnek anélkül, hogy ki kellene szállniuk a kerekesszékből. Az eszköz funkciói lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy szükség szerint fel- és lecsatlakoztassák a kerekesszéket a kültéri akadályok leküzdéséhez. Ez kiküszöböli az új kerekesszék vásárlásának szükségességét, és segít minimális szinten tartani a méretet és a súlyt. Az alvázat négyzet alakú alumíniumcsövekből építették, hogy erős, mégis könnyű megoldást nyújtson, átfogó erő- és mozgáselemzéssel biztosítva a hatékony tervezést és szerkezeti integritást.

CAD tervek és kapcsolási rajzok

A tervezési folyamat során a leggyakrabban használt és leghasznosabb szoftver a Solidworks volt, amely az összes gépészeti tervet és végeselemes analízist (FEA) végezte. Az elektromos munkákhoz a RapidHarness nevű szoftver segített az összes elektronikai elem rendszerezésében és az épület elektromos kábelkötegének elrendezésében, míg a KiCad-et használták az összes elektromos kapcsolási rajzhoz.

A megfelelő lineáris működtető megtalálása

Mivel a CMD kültéri alkalmasságot igényel behatolásvédelmi besorolások, nagy teherbírású képességek és pozíciós visszajelzés, a PA-17-8-2000-POT Az ipari lineáris aktuátor bizonyult a legmegfelelőbbnek az alkalmazáshoz. Ez a modell egy kefés egyenáramú motor amely 12 VDC-n működik, potenciométeres visszacsatolással rendelkezik, és 8 hüvelykes lökettel rendelkezik, amely 2000 font erőt képes kezelni.

A miénk BRK-17 Nagy teherbírású Szerelőkonzol lehetővé teszi a biztonságos rögzítést a telepítési folyamat során. aktuátor a kerekesszék ülésének megdöntésére szolgál, hogy a felhasználó lépcsőn való áthaladáskor párhuzamosan tudjon haladni a talajjal. Ehhez egy dömper mechanizmust alkalmaztak, amint az alább látható.

Mikrokontroller kiválasztása és programozása

A csapat eredetileg az STM32 Nucleo kártyát tervezte mikrovezérlőként, de végül az Arduino Mega 2560-at használták. Arduino támogatás jelentősen könnyebben elérhető és igazodik a csapat készségeihez. A szoftvert C programozási nyelven fejlesztették, hogy a felhasználók könnyen irányíthassák az eszközt két analóg karral. Ez felszabadítja a felhasználó kezét az intuitív kormánymechanizmus vezérléséhez, valamint az érzékelők visszajelzései biztosítják, hogy a felhasználó biztonságban és egyensúlyban maradjon lépcsőzés közben. Az érzékelőket megfelelő áramellátással és GPIO portokkal csatlakoztatták a mikrovezérlőhöz, hogy elférjenek.

Elektromos rendszer védelme és biztosítékok

A csapat akkumulátorkapacitás-számításai alapján a Fortress Scooters egy 35 Ah-s, 12 V-os akkumulátorát választották, amely több energiát biztosított a hosszabb használathoz. A párhuzamos csatlakoztatás növelte az eszköz teljes üzemidejét.

Mivel a CMD nagy teljesítményű és nagy áramot vesz fel az ólomakkumulátorokból, fennáll a veszélye annak, hogy az áramlökések károsíthatják az alapvető elektromos alkatrészeket. Ezért minden, az akkumulátorokhoz csatlakoztatott nagyobb elektromos alkatrészt először egy biztosíték a megfelelő áramértékre van méretezve. Ezenkívül biztonsági funkcióként egy vészleállító kapcsolót is beépítettek, amely lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy azonnal leállítsa az áramáramlást a CMD összes elemén.

A CMD tesztelése és végeredményei

A CMD projekt nemcsak jelentős tanulási tapasztalat volt, hanem a tervezési fejlesztések területeinek azonosítására is ösztönző tényező. Egyes tervezési döntéseket időbeli korlátok, míg másokat a korlátozott költségvetés befolyásolt. Végső soron a ténylegesen elköltött összeg 2611,44 dollár volt, ami 940,90 dollárral kevesebb, mint a CMD eredetileg tervezett költsége.

A jelenlegi CMD prototípus nem képes ívelt lépcsőkön közlekedni. A folyamatos fejlesztésnek köszönhetően azonban a Team CMD következő verziója két kisebb pálya beépítésével orvosolja ezt a korlátozást, ami javítja a lépcsők mozgathatóságát és az akadályok kikerülésének képességét. A CMD projekttel kapcsolatos további részletekért tekintse meg a PDF formátumú zárójelentést és a Team CMD weboldalának linkjét alább:

Lépcsőmászó kerekesszék Waterloo Zárójelentés.pdf

https://cmd-business.webflow.io/

ÖSSZEFOGLALVA

A miénk PA-17-POT nagy teherbírású képességeket kínál pozíció-visszajelzéssel, amely számos alkalmazáshoz alkalmas, beleértve a lépcsőző kerekesszékek dőlésszögének beállítását is. Köszönjük CMD csapat köszönjük a Waterloo Egyetemnek a lenyűgöző projektek megosztását!

Reméljük, hogy Ön is ugyanolyan informatívnak és érdekesnek találta ezt, mint mi, különösen, ha inspiráló ötleteket keresett kerekesszékek korszerűsítéséhez. Ha bármilyen kérdése van, vagy szeretne bővebben beszélni termékeinkről, kérjük, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk! Szakértők vagyunk a szakmánkban, és örömmel segítünk, amiben csak tudunk.

sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123