Проекты

Инвалидная коляска с функцией спуска и подъема по лестнице

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Инновации «умного» города. «Умная» школа» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженеры
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1329
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В нашей стране большое количество инвалидов-колясочников. Для этих людей само по себе передвижение является более трудной задачей: там, где здоровый человек проходит не задумываясь, им в некоторых случаях проехать без посторонней помощи невозможно.

Коляска упростит передвижение людей с ограниченными возможностями здоровья, и они смогут передвигаться без чьей-либо помощи. Даже в Москве не все места приспособлены для колясочников, поэтому мой проект будет актуален для всех, кто вынужден передвигаться на коляске.

Цели

Создание прототипа коляски, способной передвигаться в труднодоступных местах, в частности, по лестнице.

Задачи

  1. Подбор необходимых компонентов.
  2. Разработка электрической схемы устройства
  3. Проектирование 3D-моделей устройства.
  4. Написание программного кода для Arduino.
  5. Сборка электрической схемы на макетной плате и отладка.
  6. Печать 3D-моделей.
  7. Сборка готового устройства.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Ноутбук с установленным ПО (Arduino IDE, КОМПАС-3D)
  • Плата Arduino Uno
  • Сервопривод 5 шт.
  • Мотор с редуктором 2 шт.
  • Гироскоп
  • Резистор 220 Ом 6 шт.
  • Светодиоды 6 шт.
  • Аккумулятор li-ion
  • Плата заряда аккумулятора
  • Провода 30 шт.; различные компоненты и расходные материалы, непосредственно использованные в устройстве.

Описание

Этапы работы над проектом

  1. Составление плана работы, подбор компонентов.
  2. Разработка электрической схемы. Проектирование схемы производилось в программе «Fritzing», которая позволяет представлять схему наглядно, что облегчает последующий монтаж радиокомпонентов.

  1. Проектирование 3D-моделей деталей и написание программного кода. Код программы был написан в программе «Arduino IDE». В коде были использованы стандартные библиотеки для Bluetooth и LED-матрицы.
  2. Сборка прототипа устройства на макетной плате, отладка. Изначально схема была собрана на макетной плате для проверки работоспособности.
  3. Печать деталей на 3D-принтере. В программе «КОМПАС-3D» изначально создавались 3D-модели компонентов по подобию оригинальных деталей, затем – детали корпуса LED-матрицы и крепления. После этого детали были собраны в единую «Сборку».
  1. Сборка и испытание устройства. Анализ полученных данных. Коляска может работать в двух режимах, первый – езда на колесах, в этом режиме происходит всё основное передвижение. Второй – езда на гусеницах, в этом режиме коляска может преодолевать неровности, может подниматься по лестнице, а также ездить по снегу. Управление коляской вынесено на подлокотник для удобства пользователя, система управления включает в себя джойстик, с помощью него определяется, в какую сторону едет коляска, ползунковый переключатель для управления скоростью передвижения коляски, а также кнопку – переключатель между режимами езды.

Планируется, что данная коляска увеличит комфортность и упростит передвижение людей с ограниченными возможностями.

Результаты работы/выводы

•   Спроектирована и построена модель кресла.

•   Произведены испытания модели кресла, по результатам испытания появились предложения по его модернизации.

•   Разработан план модернизации модели кресла.

Сравнение с аналогами:

По сравнению с аналогами данный прототип поднимается на гусеницах, за счёт чего увеличивается комфорт поездки. Коляска также может преодолевать неровности и ездить по снегу.

Перспективы использования результатов работы

По результатам тестовых испытаний принят план доработок модели кресла:

  1. Разработать кресло, отвечающее эргономическим принципам.
  2. Заменить пластик на более надёжный и грузоподъёмный материал.
  3. Добавить режимы езды, в том числе с помощью голосового управления.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА