صندلی چرخدار الکتریکی

معلولیت دگرگونیهایی از نظر آناتومی و فیزیولوژی در بدن فرد ایجاد می کند که در یک مقطع شخص بیمار محسوب می شود ولی بعد از درمان، علی رعم داشتن ضایعه، باید تا حد امکان زندگی طبیعی داشته باشد. وسایل کمکی در این بین نقش مهمی دارند. از جمله این وسایل کمکی، صندلی چرخدار است که در صورت استفاده و تجویز درست، وسیله مناسبی برای دادن کمکهای حرکتی به افراد معلولیت دار بوده و به آنها در انجام امور شخص تا حد زیادی استقلال می دهد. صندلی چرخدار دارای انواع و اقسام مختلفی است که بسته به نوع و میزان معلولیت فرد و شرایط دیگر تجویز می شود. [۱]. صندلی های چرخدار در یک سیستم تقسیم بندی به دو گروه که در یکی نیروی محرکه توسط انسان و در دیگری از طریق یک موتور سوختی یا الکتریکی تأمین می گردد. هدف در این پروژه طراحی و ساخت صندلی چرخدار الکتریکی می باشد. صندلی چرخدار الکتریکی نخستین بار در اوایل قرن بیستم اختراع شد [۲]. اما به دلیل مشکلاتی که وجود داشت مصرف عمومی پیدا نکرد. در دهه ۱۹۴۰ استفاده از باتری اتومبیل و موتورهای استارتر، امکان ساخت صندلیهای ساده تری را فراهم کرد. البته سیستم های اولیه فقط با یک سرعت حرکت می کردند. کمی بعد با استفاده از روشهای مکانیکی مثل کلاچ، امکان کنترل سرعت برای صندلیها ایجاد شد. از دهه ۱۹۶۰ به بعد استفاده از ترانزیستور دو قطبیدو طراحی کنترل کننده های سرعت ایمنی صندلیها بسیار بالا رفت. در حال حاضر از ماسفت قدرت برای کنترل سرعت موتورهای DC در صندلی چرخدار الکتریکی استفاده می شود. علی رغم سابقه زیاد صندلی چرخدار الکتریکی در دنیا، این وسیله تاکنون در ایران ساخته نشده است. هدف پروژه آغاز گاهی در این مسیر می باشد. البته وسیله ای که ساخته شد در ظاهر یک صندلی چرخدار الکتریکی نیست ولی با توجه به مطالعات و بررسی های انجام شده، می توان در زمانی کوتاه روشهای به کار رفته در این پروژه را برای ساخت صندلی چرخدار الکتریکی عملی به کار برد. در فصل دوم توضیحاتی کلی در مورد صندلی چرخدار و مشخصات آن از نظر ابعاد، استحکام و غیره آورده شده است. در تجویز صندلی چرخدار نکات متعددی باید در نظر گرفته شود که وزن، ابعاد صندلی و چرخها از آن جمله است. صندلی چرخدار از چند جزء اصلی تشکیل شده است که شامل سیستم نگهدارنده بدن، سیستم رانش، چرخها و اسکلت بدنه می باشد [۱۴]. در این فصل در مورد مشخصات صندلیهای چرخدار الکتریکی و نکاتی که در طراحی آنها باید مد نظر قرار داد، توضیح داده شده است. از جمله این نکات مهم حداکثر سرعت، شیب مسیر، نحوه اتصال موتور و باتریها به صندلی و منبع تغذیه است. صندلی چرخدار الکتریکی را می توان با روشهای دستی و در صورتی که ممکن نباشد با روشهای غیر دستی کنترل نمود. از روشهای کنترل غیر دستی می توان کنترل چانه کنترل زبان لبها یا دندان، کنترل بر اساس دمیدن و مکیدن کنترل صوتی نام برد.

مراجع

[۱] Rory A. Cooper , “Stability of a wheelchair Controlled by a Human Pilot” , IEEE Trasactions on Rehabiliation Engineering, Vol. 1, No. 4, December 1993, pp. 195-205

[۲] Rory A. Cooper, “Intelligent Control of Power Wheecharis” , IEEE Engineering In Medicine and Biology, Jul /August 1995, pp. 423- 431

[۳] Bimal K. Bose, “Power Electronics- A Tecnology Review”, Proceedings of the IEEE, Vol. 80, No. 8, August 1992, pp. 1303- 1334

[۴] Muhammad H. Rashid, power Electronics, Circuits, Devices and Applications. En glewood Cliffs, NJ: Printice Hall, 1993

[۵] E. W. Ott, Noise Reduction Techniques In Electronic systems, New York: Wiley, 1976

[۶] Abrahim I. Pressman, Switching Power Supply Design, Mc Graw – Hill Inc. , 1992

[۷] James H. Aylor, Alfred Thieme and Barry W. Johnson, “A Battery State of Charge Indicator For electric Wheelchairs”, IEEE Transactions on Industria Electronics, Vol. 39. 5, October 1992

[۸] C.C.Chan, “An Overview Of Electric Vehicle Technology” , Procedings of the IEEE, Vol. 81, No. 9, September 1993, pp. 1236- 1247

[۹] Daniel A. Genneau, Electric Vehicles, New York, N. Y. : Glenco, 1984

[۱۰] Austin Hughes, Electric Motors And Drives , Oxforx, Boston : newves, 1993

[۱۱] مهرداد عابدی، محمد تقی نبوی، ماشینهای الکتریکی؛ تحلیل، بهره برداری و کنترل ، چاپ اول ۱۳۷۲ صفحه ۲۱۹-۲۱۲

[۱۲] محمد حیرانی اصفهانی، کنترل میکروپروسسوری دور موتور DC به منظور کاربرد در سیستمهای حمل و نقل، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنکده برق، داشنگاه صنعتی شریف، ۱۳۷۰

[۱۳] فریدون اکبری، بررسی اثرات رانش ویلچر بر مفصل شانه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف، شهریور ۱۳۷۰

[۱۴] علی رضا کشاورز، بررسی عوامل موثر بر رانش ویلچر، پایان نامه کارشناسی ارشد، داشنگاه تربیت مدرس، ۱۳۷۰

[۱۵] بهنام رضایی، مروری بر تکنولوژی باتریها، سمینار کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف، ۱۳۷۳



فصل اول- مقدمه

فصل دوم- بررسی صندلی چرخدار

مقدمه

۱-۲- اجزاء صندلی چرخدار

۱-۱-۲- سیستم رانش

۳-۱-۲- چرخها

۴-۱-۲- اسکلت بندی

۲-۲- انواع صندلی چرخدار

۳-۲- ابعاد استاندارد صندلی چرخدار

۴-۲-پارامترهای مهم در انتخاب صندلی چرخدار

۵-۲-نکات مهم در انتخاب صندلی چرخدار

۶-۲-مشخصات صندلی چرخدار الکتریکی

۱-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی

۲-۶-۲-روشهای هدایت صندلی چرخدار الکتریکی

۷-۲-موارد استفاده از صندلی چرخدار

۸-۲-موارد عدم استفاده از صندلی چرخدار

خلاصه

فصل سوم- انتخاب ادوات مورد نیاز

مقدمه

۱-۳-صندلی چرخدار

۲-۳- موتور الکتریکی

۱-۲-۳-باتریک نیکل- کادمیوم

۲-۳-۳- باتری سرب- اسید

۴-۳- مدار کنترل سرعت

۵-۳- انتخاب المال سوئیچ

۶-۳- انتخاب وسیله هدایت

خلاصه

فصل چهارم- طراحی کنترل کننده

مقدمه

۱-۴- پروتکل هدایت صندلی بر اساس حرکت صندلی چرخدار

۲-۴- رابطه بین سرعت خط

۳-۴- بررسی دینامیک ثابت صندلی چرخدار

۴-۴- بررسی کنترل حلقه بسته

۴-۵- روشهای کنترل صندلی چرخدار الکتریکی

۱-۵-۴- کنترل کننده های قابل تنظیم

۲-۵-۴- کنترل با سنسورها یا همکار

۳-۵-۴- کنترل تحمل پذیر خطا

۶-۴- سازگاری الکترومغناطیسی

فصل پنچم

مقدمه

روشهای ساخت مدار

۱-۵-پیاده سازی به روش آنالوگ

۱-۱-۵- کنترل کننده PWM

۲-۱-۵- محاسبه جریان گیت ماسفت

۳-۱-۵- انتخاب فرکانس برشگری

۴-۱-۵- استخراج پارامترهای موتور ANCN7152

۵-۱-۵- ساختن ولتاژ منفی از ولتاژ مثبت

۲-۵- پیاده سازی به روش دیجیتال

۱-۲-۵- روشهای سنجش شارژ باتری

۲-۲-۵- ساخت منبع تغذیه منفی

خلاصه

فصل ششم- نتایج آزمایشات

فصل هفتم- نتیجه گیری و پیشنهاداتی برای ادامه کار

مراجع

ضمیمه (۱)- نرم افزار هدایت صندلی چرخدار

ضمیمه (۲)- برنامه ثبت و تحلیل داده ها برای تعیین

ضمیمه (۳)- گاتالوگ موتور ANCN7152

ضمیمه (۴)- گاتالوگهای ۸۹۵۱ و TL494

تعداد صفحات پایان نامه : 156