Визуализация модели роботизированного инвалидного кресла - коляски
в CAD «Компас-3D»
*****@***com
Системы автоматизированного компьютерного моделирования (в частности, двух - и трехмерного), такие как AutoCAD, Компас-3D, Solid Works и др. способствуют реализации проектного замысла разработчика, воплощению его творческих идей и позволяют решать множество задач, востребованных современным обществом.
В настоящее время идет активное развитие компьютерных технологий и робототехники в различных областях человеческой деятельности, среди которых медицина занимает ведущее место. Наблюдается все более частое применение роботов при проведении различных исследований и сложнейших операций [1], однако многие инвалиды сталкиваются с проблемой непригодности существующих инвалидных кресел-колясок для повседневной жизни, которые не могут ездить по бездорожью, а также преодолевать препятствия в виде лестниц. В представленном в проекте, роботизированном инвалидном кресле можно без особых усилий передвигаться по ступенькам, а также проезжать по труднодоступным местам дороги. Специальная конструкция колес позволяет двигаться как в обычном режиме, так и в режиме проблемных участков местности.
Проведенный анализ научной, учебной литературы и интернет-источников свидетельствует о том, что на сегодняшний день практически отсутствует информация о способах разработки моделей роботизированных инвалидных кресел-колясок в различных САПР системах, что определяет актуальность темы данного проекта.
Цель проекта заключается в разработке модели роботизированного инвалидного кресла-коляски в САПР «Компас-3D». Объектом исследования является роботизированное оборудование для транспортировки малоподвижных людей, а предметом – трехмерное моделирование роботизированного инвалидного кресла-коляски. К основным задачам проекта стоит отнести: освоение системы трехмерного компьютерного моделирования «Компас 3D», проведение эскизной проработки роботизированного кресла, а так же расчета размеров его отдельных деталей, создание трехмерных моделей отдельных частей робота и объединение их в сборку.
При разработке модели роботизированного кресла учитывались следующие важные характеристики: постоянная скорость движения в сочетании с высокой манёвренностью, при высоком уровне безопасности и стабильности на манёврах; увеличение времени использования робота в связи с автоматизацией процесса; расширение возможностей пациента за счёт нововведений в области электроники и конструкции колёс; комфортное расположение пользователя; материал и вес изделия и т. д.
В представленном проекте коляска выполнена в футуристическом стиле, что повышает её привлекательность для использования человеком с ограниченными физическими возможностями. Инвалидом, в силу сложившихся обстоятельств, может стать человек любого возраста и безусловно он испытывает потребность в инновационном средстве передвижения.
Необычная конструкция колёс, которые могут, в зависимости от ситуации, менять режим «колеса» на режим «гусеницы», позволяют пользователю кресла чувствовать себя комфортно и самодостаточно в любой ситуации. В такой коляске можно, без особых усилий, передвигаться по ступенькам и совершать неспешные длительные прогулки в тех местах, где отсутствуют асфальтированные дороги.
Движение осуществляется с помощью электродвигателей, расположенных на задних ведущих колёсах, и автоматической системой голосового управления движения, датчики которой расположены в верхней части конструкции и работают с помощью специального приложения через мобильное устройство.
Заряжается устройство от литиевых аккумуляторов, на одной полной зарядке инвалидная коляска сможет проехать более 40 км. Приборная панель управления (контроллеры), которая может быть использована в экстренной ситуации при отказе работы голосовой системы управления, расположена на подвижной раме. Рама также создаёт дополнительную опору для рук, что позволяет отклоняться назад и вперёд – как при езде на велосипеде или на мотоцикле. Есть возможность изменить размер рамы, опустив её вниз, тем самым обеспечив инвалиду возможность сесть в кресло.
Навигация осуществляется с помощью приложения «Навигатор», которым оснащено мобильное устройство, перемещающееся влево-вправо по подвижной раме конструкции (в зависимости, для левшей или правшей). Датчики движения позволяют минимизировать риски столкновения/ падения при встрече с препятствиями. Экстренная тормозная система также предназначена для того, чтобы человек мог непосредственно сам влиять на перемещение кресла в экстренных ситуациях.
Материалы используемые в изготовлении проекта решают вопросы веса изделия: карбон и композиты дают легкость и надежность конструкции; "дышащие" ткани используются в обшивке кресла, что решает вопрос вентилируемости сидения и спинки при высоких температурах и позволяет сохранять сгенерированное тепло при низких температурах [2]. Обтяжка сидения выполнена из износоустойчивых материалов, что гарантирует длительный срок эксплуатации.
Недостатком проекта можно считать высокую стоимость данного оборудования, однако, польза от такой конструкции кресла покроет все расходы, связанные с его изготовлением.
Непосредственно работа в САПР «Компас-3D» состояла в поэлементном создании 3D-моделей отдельных деталей, входящих в состав робота-кресла таким образом, что при разработке каждой детали, отрабатывался определенный набор инструментов и операций данной системы.
Итогом проделанной работы явился проект разработки роботизированного инвалидного кресла-коляски в САПР «Компас-3D». Эффективность использования данного проекта значима как для городских условий, так и сельской местности. Достаточно высокая стоимость оборудования может затруднить приобретение такого вида робота-кресла рядовыми отечественными пользователями. Хочется надеяться, что в недалёком будущем подобные роботизированные инвалидные кресла найдут достойное применение в медицинской отрасли.
Список литературы
Применение робототехники в медицине [Электронный ресурс] // Режим доступа: http:// http://cyberleninka. ru/ – Загл. с экрана. – (Дата обращения 28.11.2017) Инвалидное кресло от студии Art Up [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www. designet. ru/– Загл. с экрана. – (Дата обращения 20.12.2017)
Руководитель проекта – доцент каф. АПД НИТУ «МИСиС»
