Op versnellingsmeter gebaseerde rolstoel voor lichamelijk gehandicapte personen - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

In ons land met 1,3 miljard inwoners hebben we nog steeds meer dan 1% van de bevolking van ouderen of gehandicapten, die ondersteuning nodig hebben voor persoonlijke mobiliteit. Ons project heeft als doel om met slimme technologie aan hun mobiliteitsbehoefte te voldoen. Het probleem met hen is dat hun beenbotten zwakker worden of een pauze krijgen door een ongeval en pijn veroorzaken tijdens het bewegen, dus we gebruiken hand- of hoofdkantelbewegingen om een rolstoel te verplaatsen. De kanteling wordt gedetecteerd door een versnellingsmeter en er wordt een equivalente spanning ontwikkeld, die spanning wordt gedetecteerd door Arduino en zet ze om in een equivalent signaal voor het relais. Op basis van het Arduino-signaal stuurt het relais de bijbehorende motor aan. De beweging van de motor zorgt ervoor dat de rolstoel in een bepaalde richting beweegt. Dit geeft de gebruiker de mogelijkheid om de beweging van de rolstoel met de hand of het hoofd te kantelen. We hebben de ultrasone slimme sensor gebruikt om het remmen van de rolstoel te regelen op basis van de afstand tussen de rolstoel en obstakels. Als de verschilafstand minder dan 20 cm is, stuurt Arduino een remsignaal naar relais en motorstop, hierdoor neemt de snelheid af en na 2-3 seconden komt de rolstoel eindelijk tot stilstand. Dit helpt de gebruiker van een groot en klein ongeval op de weg, met behulp van slimme technieken. LCD toont de verschilafstand voor vooruit en achteruit op het display voor de gebruiker. Deze eigenschappen maken de rolstoel eenvoudig, veilig en slim voor de gebruiker.

Benodigde onderdelen:

Arduino-nano, Relais 5V, Houten bord voor mechanische montage, 4 DC reductiemotor 24V, 2A, Batterijen 12V, 4A, Aluminium plaat, Handschoen, Adxl 335-modules, Rolstoelwielen, Stoel met schroeven voor bevestiging, 12V, 5V Regelaar IC.

Stap 1: BOCK DIAGRAM

Het blokschema bestaat uit de sensoreenheid, voeding, Arduino, relais, LCD en motoren. Arduino heeft input van het automatische gordelmechanisme voor detectie van de gordel die door de gebruiker wordt gedragen of niet. Wanneer de gebruiker een veiligheidsgordel draagt, voelt Arduino het systeem en schakelt het in. Vervolgens wordt het welkomstbericht weergegeven en wordt de gebruiker gevraagd om de bedieningsmodus te selecteren. Er zijn drie werkingsmodi en worden geselecteerd door handmatige schakelaars. Zodra de modus is geselecteerd, begint deze de verandering in de output van de accelerometersensor te detecteren en dienovereenkomstig het ingangssignaal voor relais door Arduino te veranderen. Op basis van het Arduino-signaal stuurt het relais de motor in een bepaalde richting totdat de Arduino de relaisingang verandert. De ultrasone sensor wordt gebruikt om de afstand van obstakels in de buurt van de rolstoel te meten, deze informatie wordt weergegeven op het LCD-scherm en opgeslagen in Arduino om te remmen. Wanneer de afstand minder dan 20 cm is, genereert Arduino een remsignaal om door te geven en stopt de beweging van de rolstoel. Er worden twee voedingen gebruikt voor Arduino en motorvoeding, Arduino heeft een voeding van 5v en de motor heeft een voeding van 24v.

Stap 2: ONTWIKKELING VAN HET ONDERSTE FRAME

Ontwikkeling van rolstoel start van mechanische frame montage. Voor het onderframe van de rolstoel kan een acrylaat of houten plank worden gebruikt. Vervolgens wordt het bord gesneden in framemaat van 24 * 36 inch, 24 inch is lengte en 36 inch is de breedte van het frame.

Stap 3: MONTAGE VAN MOTOR OP FRAME

De motor wordt met behulp van een L-beugel op het framebord gemonteerd. Door aan de lengtezijde 2 inch ruimte over te laten en een gat te boren voor montage van de motor. Wanneer het boren voorbij is, plaatsen we de L-beugel en beginnen we met het plaatsen van een schroef en fixeren we de motor door het opschroefbare aslichaam. Daarna worden de draden verlengd door een andere verlengdraad aan te sluiten en aan te sluiten op de relaisuitgang.

Stap 4: MONTAGE VAN DE STOEL OP FRAME

Een stoel met vier poten wordt gebruikt om het systeem stabieler te maken tijdens het rijden op de weg. Deze poten rand wordt geboord met gat en op frame geplaatst en er wordt ook op het frame geboord. Daarna wordt de stoel met een schroefbout op een frame bevestigd.

Stap 5: MONTAGE KRACHTSCHAKELAAR EN LCD OP HAND RUST PAD VAN STOEL

Een voedingsschakelaar wordt gebruikt om de motor van stroom te voorzien en als er kortsluiting optreedt, schakelt u de systeemvoeding uit met deze schakelaar. Deze schakelaars en LCD worden eerst op een houten plank bevestigd en vervolgens op het steunkussen van de stoel bevestigd door een gat te boren en vervolgens vast te zetten met een schroefbout.

Stap 6: MONTAGE VAN VEILIGHEIDSGORDELMECHANISME

Voor het bouwen van een gordelmechanisme wordt gebruik gemaakt van een aluminium handgreepdeel dat over een rand gebogen is. Er worden twee handvatten gebruikt en een nylon riem wordt gebruikt en vastgezet op de schouderpositie van de stoel. Het handvat is bevestigd aan de zitrand van de stoel.

Stap 7: MONTAGE VAN DE ULTRASONE SENSOR

Twee ultrasone sensoren worden gebruikt voor voorwaartse en achterwaartse afstandsmeting. Ze worden met een schroef aan de middenrand van een rolstoel bevestigd.

Stap 8: MONTAGE VAN BEENSTEUN PAD

Twee houten planken van maat 2 * 6 inch worden gebruikt voor beensteunkussens. Deze worden in v-vorm op de rolstoelrand bevestigd.

Stap 9: IMPLEMENTATIE VAN ROLSTOELHARDWARE

Automatische veiligheidsgordel en op handschoenen gebaseerde knop gebruikt kortsluitingsconcept en aangesloten op 5v. Het LCD-scherm is verbonden met Arduino Nano in 4-bit interfacing-modus en het zal een welkomstbericht weergeven bij het starten van een rolstoel. Daarna wordt de modusselectie van de rolstoel gedaan met behulp van de handschoenenknop. De handschoenen zijn aangesloten op 0, 1, 2, 3 pins van Arduino en de accelerometer is aangesloten op A0, A1 van Arduino. Wanneer de versnellingsmeter wordt gekanteld, wordt de versnelling omgezet in spanningen op de X-as en Y-as. Op basis daarvan wordt de beweging van een rolstoel gedaan. De richting van de versnelling wordt omgezet in beweging van de rolstoel met behulp van een relais dat is aangesloten op 4, 5, 6, 7 pinnen van Arduino en het is zo verbonden dat het signaal wordt omgezet in een beweging in 4 richtingen van de rolstoel, zoals vooruit, achteruit, links, Rechtsaf. DC-motor is rechtstreeks aangesloten op relais zonder verbinding, open verbinding, gemeenschappelijke terminal. Ultrasone triggerpin is verbonden met pin nr. 13 van Arduino en echo is verbonden met 10, 11 pin van Arduino. Het wordt gebruikt voor automatisch remmen wanneer een obstakel wordt gedetecteerd binnen een bereik van 20 cm en het geeft de afstand weer op het LCD-scherm. LCD-gegevenspinnen zijn verbonden met A2, A3, A4, A5 en de activeringspin is verbonden met 9-pins, register select is verbonden met pin nr. 10

Stap 10: ALGORITHM

De werking van de algoritmestroom van de rolstoel gebeurt op de volgende manier:

1. Begin met het aansluiten van de voeding van 24 V en 5 V.

2. Sluit de veiligheidsgordel, indien niet aangesloten ga dan naar 16.

3. Controleer of de versnellingsmeter stabiel is?

4. Schakel de motorvoedingsschakelaar in.

5. Selecteer de werkingsmodus met de handschoenknop, de processor voert uit op 6, 9, 12 en indien niet geselecteerd, ga dan naar 16.

6. Modus 1 geselecteerd, dan

7. Beweeg de versnellingsmeter in de richting waarin we de rolstoel willen verplaatsen.

8. Versnellingsmeter beweegt of kantelt zijn positie en geeft dus het analoge signaal aan Arduino en converteert het ongepast

digitale waterpas, om de motoren van de rolstoel te verplaatsen.

9. Modus 2 geselecteerd, dan

10. Op basis van de handschoen die op de knop wordt gedrukt, willen we de rolstoel verplaatsen.

11. Arduino detecteert verandering in handschoenschakelmodus aan/uit en zet het ongepaste digitale niveau om, om de motoren van de rolstoel te bewegen.

12. Mode 3 geselecteerd, dan

13. Verplaats de versnellingsmeter in de richting waarin we de rolstoel willen verplaatsen.

14. Versnellingsmeter beweegt of kantelt zijn positie en geeft dus een analoog signaal aan Arduino en zet het om in

juiste digitale niveau, en controleer op ultrasone verschilafstand.

15. Ultrasone sensoren worden gebruikt om het obstakel te detecteren. Als er een obstakel wordt gedetecteerd, is het

geeft het signaal aan Arduino en het past de remwerking toe en stopt de motoren.

16. De rolstoel staat in de ruststand.

17. Verwijder de veiligheidsgordel.

Stap 11: Coderen

Stap 12: Laatste testen

Er zijn inspanningen gedaan om het systeem compact en draagbaar te maken, er zijn minimale kabels gebruikt en dit vermindert de systeemcomplexiteit. De Arduino is het hart van het systeem en moet daarom goed worden geprogrammeerd. Er zijn verschillende gebaren getest en de uitgangen zijn bestudeerd om te controleren of het juiste signaal naar de relais wordt gestuurd. Het rolstoelmodel werkt op de schakelrelais en motoren met een accelerometersensor die op de hand van de patiënt is geplaatst. Arduino met de versnellingsmeter wordt gebruikt om een kantelsignaal naar de rolstoel te sturen in termen van beweging, d.w.z. links of rechts, voor of achter. Hier fungeert relais als een schakelcircuit. Volgens de relaiswerking zal de rolstoel in die corresponderende richting bewegen. De juiste koppeling van alle componenten volgens het schakelschema geeft ons hardwarecircuits voor prototype rolstoelen met handgebaar en op handschoenen gebaseerde bediening met automatisch remmen voor de veiligheid van patiënten.

Stap 13: CONCLUSIE

We hadden een automatische rolstoel geïmplementeerd, wat verschillende voordelen heeft. Het werkt in drie verschillende modi, namelijk handmatige modus, versnellingsmeter en versnellingsmeter met remmodus. Ook zijn er twee ultrasone sensoren die de nauwkeurigheid van de rolstoel verhogen en automatisch remmen. Deze rolstoel is zuinig en kan betaalbaar zijn voor gewone mensen. Met de ontwikkeling van dit project kan het op grotere schaal succesvol worden geïmplementeerd voor gehandicapten. De lage kosten van de vergadering maken het echt een bonus voor het grote publiek. Ook in deze rolstoel kunnen we nieuwe technologie toevoegen. Uit de hierboven verkregen resultaten concluderen we dat de ontwikkeling van alle drie de bedieningsmodi van een rolstoel is getest en naar tevredenheid werkt in een binnenomgeving met minimale hulp aan de lichamelijk gehandicapte. Het reageert goed op de versnellingsmeter die de motoren activeert die op de wielen van de stoel zijn aangesloten. De snelheid en afstand die een rolstoel aflegt, kan verder worden verbeterd als het tandwielsysteem dat op de motoren is aangesloten, wordt vervangen door een kruk- en rondselverbinding die minder wrijving en mechanische slijtage heeft. De bedrijfskosten van dit systeem zijn veel lager in vergelijking met andere systemen die voor hetzelfde doel worden gebruikt.