Инвалидность — состояние человека, при котором имеются препятствия или ограничения в деятельности человека с физическими, умственными, сенсорными или психическими отклонениями. Решить проблему передвижения людей с ограниченными возможностями в какой-то степени может решить инвалидная коляска. Но в современной России созданы не все условия для самостоятельного передвижения людей с инвалидностью и зачастую они не могут передвигаться без чьей-либо помощи. Наша задача состоит в том, чтобы помочь людям передвигаться самостоятельно в условиях города.
Ключевые слова: инвалидность, инвалидное кресло, инвалидная коляска с электромотором.
Инвалидность представляет собой социальный феномен, избежать которого не может ни одно общество, и каждое государство сообразно уровню своего развития, приоритетам и возможностям формирует социальную и экономическую политику в отношении людей с ограниченными возможностями. В настоящее время численность инвалидов приближается к 10 млн. чел. (около 7 % населения) и продолжает расти. Особенно рост численности людей с ограниченными возможностями значителен за последние 3 года. Несмотря на существующие макроэкономические и финансово-бюджетные ограничения, с которыми сталкивается переходная экономика, очевидно, что при таких масштабах и процессах игнорировать проблему инвалидности российское государство позволить себе не может. В России принято много указов, которые должны были бы обеспечить инвалидам беспрепятственное и самостоятельное передвижение по городу. Большинству абсолютно дееспособных непонятно, зачем человеку с ограниченными возможностями передвигаться по улицам. Этого не могут постичь не только посторонние люди, а порой даже ближайшие родственники.
Рис. 1. Инвалидная коляска
Инвалидное кресло-коляска — средство передвижения в сидячем положении для людей, не имеющих возможности двигаться как временно, так и постоянно (рис.1).
Появились коляски с электромотором, что позволяют человеку передвигаться без чьей-либо помощи. Но такое кресло не является бюджетным и общедоступным для инвалидов. Наша идея состоит в том, что можно взять обычную коляску, ценой около 10 тысяч рублей и поставить электроколесо, средняя стоимость которого 15 тысяч рублей (Рис.3). В итоге получается, что можно сэкономить около 35 тысяч рублей. Далее приведем расчет требуемой мощности для двигателя.
Рис. 2 Упрощенная модель колеса
Рассмотрим сильно упрощенную идеализированную модель колесного робота.
Упрощенная модель коляски:
Масса коляски: 7–14,5 кг-спортивные, 15 кг- облегченные; 19–20 кг — стандартные.
Расчет будем производить для коляски 20 кг.
Стандартный диаметр колеса 540 мм
Скорость задана 1 м/с
Коэффициент трения резины по асфальту примем 0,7
Среднее ускорение движения:
где S — расстояние, пройденное коляской, 
— его начальная скорость, а- ускорение.
Рассматривается момент старта коляски, следовательно, начальная скорость равна нулю и ускорение (для удобства расстояние 1 м) находится:
Вращающий момент при предположении, что силы тяжести и реакции опоры располагаются на вертикальной линии симметрии колеса, тогда они будут равны и не дадут момента на валу колеса.
Рассчитывается требуемую мощность двигателя, при угловой скорости:
Рис.3 Мотор-колесо для велосипеда
По приведенным характеристикам, можно подобрать мотор-колесо для велосипеда, мощность которого 350 Вт, что на 250 Вт больше требуемой.
Ниже приведены характеристики данного колеса:
Вес: 7 кг
Мощность: 350 Ватт
Привод: Прямой
Напряжение:36 V
Максимальная скорость 32км/ч
Так же в набор входят:
‒ Контроллер — «мозг» всей системы, обеспечивает взаимодействие всех её компонентов.
‒ Ручка «газа», на выбор скутерного или рычажного типа.
‒ Тормозные ручки со встроенными датчиками. При торможении отключается подача энергии на мотор-колесо;
‒ Многофункциональный LCD монитор диагональю 4 дюйма, пультом управления и голубой подсветкой(Рис.4).
Рис. 4. LCD монитор
Вывод: На наш взгляд, инвалидное кресло с электромотором упрощает самостоятельное передвижение. И тот вариант, который мы предложили, удешевит стоимость коляски.
Литература:
- Концепции развития робототехники/Е. В. Поезжаева//Концепции развития робототехники: учебное пособие/Министерство образования и науки РФ, Пермский национальный исследовательский университет. Издательство ПНИПУ-2017
- http://www.un.org/ru/youthink/disabilities.shtml
