作品名稱:智能助老輪椅
學校名稱:哈爾濱工業大學
參賽隊伍:HITcreator
參賽學生:白明昊 馬云奎 王成偉
指導老師:王廣林 張博
1研究意義
基于老年人的生活需求,設計出一款結構靈活、功能多樣的智能輪椅,對于子女在外工作,沒有充分時間在家照顧老人的家庭,具有重要的應用價值,對于老齡化日益嚴重的當今社會具有很廣闊的發展前景和市場價值。
不同的老年人對于輔助機械的需求是不同的,我們所涉及的家庭智能助老輪椅可以幫助還有一些活動能力,但是腿腳很不利索的老年人。為了實現這樣的一種目的,我們所設計的家庭智能助老輪椅主要有以下的幾種功能:
2.1輕松上下床,坐上輪椅
眾所周知,當老年人躺在床上時,起身對于老年人來說并不是一件十分容易的事情,那么我們可以將輪椅自動調整到和床一樣的高度,這時候只要老人翻個身,并不需要先從床上坐起來,然后站立后再坐到輪椅上,就能順利的躺在輪椅上。這對于老年人來說,并不是一件十分困難的事情。為了實現老年人能輕松坐上輪椅的工作,我們需要實現下面的兩個功能。
2.1.1電磁鐵吸附裝置
顯然如果我們追求將床和輪椅放置在同一水平面上,從而實現翻個身就可以躺到輪椅上,那么不可避免要研究的一個問題就是如何保證在老年人翻滾到輪椅的過程中,保證輪椅和床的連接是穩定的。我們經過查找數據后發現,15W的電磁鐵就可以提供120公斤的拉力。因此,我們擬采用電磁鐵吸附的方式來實現輪椅和床的穩定連接。此功能由于我們模型過小,在模型中以磁鐵的形式來呈現。
2.1.2自動調整高度
如果輪椅太高的話,老年人翻身也翻不上去,如果輪椅太低的話,老年人此時翻身翻上去就可能引發拉傷。因此,輪椅能夠調整合適的高度來實現輪椅和床的一個比較良好的對接就顯得十分的重要。我們設計的輪椅可以通過自己調整高度來保證一個質量比較高的連接。
2.2升降功能
在大多數情況下,站著找東西、取東西,對于腿腳不靈活的老年人來說,無疑是吃力的。于是我們小組打算將我們的智能輪椅配置上升降功能,升降的高度大致為站立時高度,這樣可以極大的方便老年人的取用尋找物品,帶來便利。
2.3智能靠墊
當老年人從輪椅轉移上床的過程中,抬腿自動抬起,與此同時,靠背放下,使抬腿,坐墊,靠背與床位于同一平面內,進而輔助老年人順利翻轉上床。另外,當老年人已經躺到輪椅上,并已經躺平穩之后時,我們的智能輪椅可以立馬實現一個靠背向上轉動,支撐腿的結構也可以立馬的放下來,這樣老人可以不用依托肌肉的力量就可以實現從躺到坐起來的動作。
2.4自動循跡
當老年人上完廁所,或者轉完其他地方后。此時他回到臥室,手動操控輪椅平滑地停至床的旁邊并不是一件容易的事情。此時我們可以采用自動移動的方式,讓輪椅自動的停至床邊。當然根據每家每戶戶型的不同,我們采用的控制的軌道也不同。由于擴展板上無紅外模塊,我們小組最終通過藍牙模塊控制輪椅運動。
3、創新點
3.1、由于我們主板即使加上擴展板也只能實現對于兩個電機的驅動,而我們需要驅動四個電機,因此我們做出了一個創新,把輪椅同一側的兩個電機的接線做成一個一拖二的線連接,進而順利解決問題。
3.2、設計采用蝸輪蝸桿機構和絲杠機構,實現運動的同時,也實現了對機構的自鎖。
3.3、引入藍牙模塊,所有運動可通過手機端遠程控制運行。