Invalidski voziček na merilniku pospeška za telesno prizadete osebe: 13 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

V naši državi z 1,3 milijarde prebivalcev imamo še vedno več kot 1% prebivalcev starejših ali invalidov, ki potrebujejo podporo za osebno mobilnost. Naš projekt ima za cilj izpolniti njihove zahteve po mobilnosti s pametno tehnologijo. Težava pri njih je, da jim noge oslabijo ali se zaradi nesreče zlomijo in povzročijo bolečino med gibanjem, zato za premikanje invalidskega vozička uporabljamo gibanje z roko ali nagibom glave. Nagib zazna merilnik pospeška in razvije enakovredna napetost, ki jo zazna Arduino in jih pretvori v enakovreden signal za rele. Na podlagi signala Arduino rele poganja ustrezen motor. Gibanje motorja povzroči, da se invalidski voziček premakne v določeno smer. To daje uporabniku funkcije za nadzor gibanja invalidskega vozička z roko ali nagibom glave. Ultrazvočni pametni senzor smo uporabili za nadzor zaviranja invalidskega vozička glede na razdaljo med invalidskim vozičkom in ovirami. Če je razlika razdalje manjša od 20 cm, potem Arduino pošlje zavorni signal releju in ustavitvi motorja, s tem se zmanjša hitrost in po 2-3 sekundah se invalidski voziček končno ustavi. To uporabniku s pomočjo pametnih tehnik pomaga pri večji in manjši nesreči na cesti. LCD prikazuje uporabniku različno razdaljo naprej in nazaj. Te funkcije naredijo invalidski voziček preprost, varen in pameten za uporabnika.

Potrebne komponente:

Arduino nano, Rele 5V, Lesena plošča za mehansko montažo, 4 enosmerni zobniški motor 24V, 2A, Baterije 12V, 4A, Aluminijasta plošča, Rokavica, Moduli Adxl 335, Kolesa za invalidske vozičke, Stol z vijaki za pritrditev, 12V, 5V regulator IC.

1. korak: ZAKLONI DIAGRAM

Blok diagram je sestavljen iz senzorske enote, napajalnika, Arduina, releja, LCD -ja in motorjev. Arduino ima vložke iz samodejnega mehanizma varnostnega pasu za zaznavanje, ali je uporabnik pripeljan ali ne. Ko uporabnik pripne varnostni pas, Arduino zazna in vklopi sistem. Nato se prikaže pozdravno sporočilo in uporabnik prosi, da izbere način delovanja. Obstajajo trije načini delovanja, ki jih izberete z ročnimi stikali. Ko je način izbran, začne zaznavati spremembo v izhodu senzorja merilnika pospeška in ustrezno spremeni vhodni signal za rele s strani Arduina. Na podlagi signala Arduino rele poganja motor v določeni smeri, dokler Arduino ne spremeni relejskega vhoda. Ultrazvočni senzor se uporablja za merjenje razdalje ovire v bližini invalidskega vozička, ti podatki so prikazani na LCD -ju in shranjeni v Arduinu za zaviranje. Ko je razdalja manjša od 20 cm, Arduino odda zavorni signal za prenos in ustavi gibanje invalidskega vozička. Za Arduino in napajanje motorja se uporabljata dva napajalnika, Arduino ima napajanje 5v, motor pa 24v.

2. korak: RAZVOJ DONJEGA OKVIRA

Razvoj invalidskih vozičkov se začne z montažo mehanskega okvirja. Za spodnji okvir invalidskega vozička lahko uporabite akrilno ali leseno desko. Nato se plošča razreže v okvir velikosti 24 * 36 palcev, 24 palcev je dolžina in 36 palcev je širina okvirja.

3. korak: MONTAŽA MOTORJA NA OKVIR

Motor je pritrjen na okvirno ploščo s pomočjo L nosilca. Na strani dolžine pustite 2 cm prostora in izvrtajte luknjo za montažo motorja. Ko je vrtanje končano, namestimo nosilec L in začnemo privijati vijak, nato pa motor pritrdimo za ohišje gredi, ki ga privijemo. Po tem se žice podaljšajo tako, da se priključijo na drugo podaljševalno žico in se povežejo z relejnim izhodom.

4. korak: MONTAŽA STOLA NA OKVIR

Za večjo stabilnost sistema med delovanjem na cesti se uporablja štirinožni stol. Rob teh nog je izvrtan z luknjo in postavljen na okvir, vrtanje pa se izvede tudi na okvirju. Potem je stol pritrjen na okvir z vijakom.

5. korak: MONTAŽA PREKLOPNIKA MOČI IN LCD zaslona NA PODLOGO ZA STORILO

Za napajanje motorja se uporablja stikalo za napajanje, v primeru kratkega stika pa s tem stikalom izklopite napajanje sistema. Ta stikala in LCD se najprej pritrdijo na leseno desko, nato pa se z vrtanjem luknje pritrdijo na preostalo podlogo stola, nato pa se pritrdi z vijačnim vijakom.

6. korak: MONTAŽA MEHANIZMA SEDEŽNIH PASOV

Za izdelavo mehanizma varnostnega pasu se uporablja aluminijast ročaj in upogne čez rob. Uporabljata se dva ročaja, najlonski pas pa se pritrdi na ramenski položaj stola. Ročaj je pritrjen na sedežni rob stola.

7. korak: MONTAŽA ULTRAZVUČNEGA SENZORJA

Za merjenje razdalje naprej in nazaj se uporabljata dva ultrazvočna senzorja. Pritrjeni so na sredinski rob invalidskega vozička z vijakom.

8. korak: MONTAŽA PODLOGE ZA NOSILCE

Za podlogo za noge se uporabljata dve leseni deski velikosti 2 * 6 palcev. Ti so pritrjeni na rob invalidskega vozička v obliki črke v.

9. korak: IZVAJANJE OGRADE INvalidskih vozičkov

Samodejni varnostni pas in gumb na rokavici sta uporabila koncept kratkega stika in priključena na 5V. LCD je v 4-bitnem načinu vmesnika povezan z Arduino Nano in na začetku invalidskega vozička bo prikazal sporočilo dobrodošlice. Po tem načinu izbire invalidskega vozička uporabite gumb za rokavice. Rokavice so priključene na 0, 1, 2, 3 pin Arduina, merilnik pospeška pa na A0, A1 Arduina. Ko je merilnik pospeška nagnjen, se pospešek pretvori v napetosti osi X in osi Y. Na podlagi tega se giblje invalidski voziček. Smer pospeška se pretvori v gibanje invalidskega vozička s pomočjo releja, priključenega na 4, 5, 6, 7 nožic Arduina in je povezan tako, da se signal pretvori v 4 -smerno gibanje invalidskega vozička, kot naprej, nazaj, levo, prav. DC motor je priključen neposredno na rele brez povezave, odprta povezava, skupni priključek. Ultrazvočni sprožilni zatič je priključen na pin št. 13 Arduina, echo pa na 10, 11 pina Arduina. Uporablja se za samodejno zaviranje, ko zazna oviro v območju 20 cm in prikaže razdaljo na LCD -prikazovalniku. Podatkovni zatiči LCD so priključeni na A2, A3, A4, A5 in omogočeni pin je priključen na 9 -polni, izbira registra je priključena na nožico 10

10. korak: ALGORITM

Delovanje algoritma poteka na invalidskem vozičku poteka na naslednji način

1. Začnite tako, da priključite napajalnik 24 V in 5 V.

2. Priključite varnostni pas, če ni povezan, pojdite na 16.

3. Preverite, ali je merilnik pospeška v stabilnem stanju?

4. Vklopite stikalo za napajanje motorja.

5. S tipko za rokavice izberite način delovanja, procesor se bo zagnal na 6, 9, 12 in če ni izbran, pojdite na 16.

6. Nato izberite način 1

7. Merilnik pospeška premaknite v smer, v katero želimo premakniti invalidski voziček.

8. Merilnik pospeška premakne ali nagne svoj položaj in tako odda analogni signal Arduinu in ga pretvori v neprimerno

digitalni nivo za premikanje motorjev invalidskega vozička.

9. Nato izberite način 2

10. Na podlagi gumba rokavice pritisnemo v smeri, želimo premakniti invalidski voziček.

11. Arduino zazna način vklopa/izklopa stikala za rokavice in ga pretvori v neprimerno digitalno raven, tako da premakne motorje invalidskega vozička.

12. Nato izberite način 3

13. Merilnik pospeška premaknite v smer, v katero želimo premakniti invalidski voziček.

14. Merilnik pospeška premakne ali nagne svoj položaj in tako odda analogni signal Arduinu in ga pretvori

ustrezno digitalno raven in preverite ultrazvočno razliko razdalje.

15. Ultrazvočni senzorji se uporabljajo za zaznavanje ovire. Če se odkrije kakršna koli ovira, potem

daje signal Arduinu, uporabi zaviranje in ustavi motorje.

16. Invalidski voziček je v položaju mirovanja.

17. Odstranite varnostni pas.

11. korak: Koda

12. korak: Končno testiranje

Prizadevali so si, da bi bil sistem kompakten in nosljiv, uporabljenih je bilo najmanj žic, kar zmanjšuje kompleksnost sistema. Arduino je srce sistema in ga je zato treba ustrezno programirati. Testirane so bile različne kretnje, izhodi pa so bili preučeni, da bi preverili, ali je pravi signal poslan na rele. Model invalidskega vozička deluje na stikalnih relejih in motorjih s senzorjem pospeška, nameščenim na pacientovi roki. Arduino z merilnikom pospeška se uporablja za pošiljanje signala nagiba na invalidski voziček v smislu gibanja, to je levo ali desno, spredaj ali zadaj. Tu rele deluje kot preklopno vezje. Glede na delovanje releja se bo invalidski voziček premikal v tej ustrezni smeri. Pravilno povezovanje vseh komponent v skladu s shemo vezja nam daje strojno vezje za prototip invalidskega vozička z ročnim upravljanjem z gestami in rokavicami z avtomatskim zaviranjem za varnost pacientov.

13. korak: SKLEP

Izvedli smo avtomatski invalidski voziček, ki ima različne prednosti. Deluje v treh različnih načinih: ročnem načinu, merilniku pospeška in merilniku pospeška z zavornim načinom. Obstajata tudi dva ultrazvočna senzorja, ki povečujeta natančnost invalidskega vozička in zagotavljata samodejno zaviranje. Ta invalidski voziček je ekonomičen in je dostopen običajnim ljudem. Z razvojem tega projekta ga je mogoče uspešno izvesti v širšem obsegu za invalide. Nizki stroški montaže so resnično bonus za širšo javnost. V ta invalidski voziček lahko dodamo tudi novo tehnologijo. Iz zgoraj pridobljenih rezultatov sklepamo, da so razviti vsi trije načini upravljanja invalidskega vozička preizkušeni in delujejo zadovoljivo v notranjem okolju z minimalno pomočjo telesno prizadeti osebi. Ima dober odziv na merilnik pospeška, ki aktivira motorje, povezane s kolesi stola. Hitrost in razdaljo, ki jo prevozi invalidski voziček, je mogoče še izboljšati, če se zobniški sistem, povezan z motorji, zamenja z ročico in zobnikom, ki ima manj trenja in mehanske obrabe. Stroški delovanja tega sistema so veliko nižji v primerjavi z drugimi sistemi, ki se uporabljajo za isti namen.