В настоящее время существуют конструкции сцепных устройств стойки управления с ходовой частью инвалидной коляски. Подобные сцепные устройства обладают неоспоримыми достоинствами и рядом недостатков. Применение конструкций сцепных устройств обладает актуальностью, невысокой стоимостью, удобствами в эксплуатации.
Ключевые слова: мотор, колесо, сцепное устройство, инвалидное коляска, группы населения с ОВЗ.
С улучшением качества жизни и увеличением ее продолжительности, развитием медицины, повышением техногенности среды обитания выделились и неуклонно увеличиваются количественно конструкции сцепных устройств.
Люди с ограниченными возможностями здоровья не могут жить нормальной полноценной жизнью, что значительно усложняет им существование и не позволяет заниматься общественно полезным трудом.
В настоящее время разработаны и активно внедряются самоходные маломобильные транспортные средства, оснащенные электрическими редукторными электродвигателями, в частности, мотор-колесами. Применение мотор-колес в конструкциях самоходных транспортных средств, особенно инвалидных колясок, имеет ряд сложностей, а именно, отсутствие удобной, прочной и надежной конструкции сцепного устройства мотор-колеса с элементами транспортной рамы.
Таким образом, проанализировав имеющиеся конструкции и устранив их недостатки, можно облегчить жизнь маломобильным людям и позволить передвигаться без проблем на необходимые расстояния.
Актуальность
Актуальность данной работы заключается в улучшении качества жизни людей с ограниченными возможностями передвижения, что позволит вернуть людей в производственный процесс, расширит среду обитания человека и поможет вернуть человека в привычную, повседневную общественную жизнь.
Новизна
На сегодняшний день неизвестны конструкции универсальных сцепных устройств, которые обладают хорошим качеством и относительно низкой стоимостью для различных потребительских моделей.
В данной работе представлена конструкция универсального стержневого сцепного устройства, обладающая новизной и не имеющая аналогов в осуществлении сцепления мотор-колеса с основной несущей рамой самоходного транспортного средства.
Цель исследования:
Разработка и изготовление простого, удобного и качественного стержневого сцепного устройства для стойки с мотор-колесом и маломобильными транспортными средствами для улучшения качества жизни людей с ОВЗ.
Задачи исследования:
1) проведение анализа недостатков конструкций транспортных стоек;
2) разработка базовой конструкции сцепного устройства с креплениями для стойки с мотор-колесом.
Основная часть
Основой для ведущей транспортной стойки является мотор-колесо, которое обеспечивает привод всей конструкции.
Стойка с мотор-колесом предназначена для управления конструкции и подачи сигнала для начала движения или торможения с помощью контроллеров. В нижней части стойки расположена аккумулятор и амортизатор с мотор-колесом, т. е. электрическим двигателем.
Рис. 1. Типовая конструкция мотор-колеса и стойки управления
В настоящий момент наиболее полно известна конструкция [1, с. 5] сцепного устройства, обладающая следующими установленными в результате натурных экспериментов недостатками, которые приведены в таблице 1.
Разработанное сцепное устройство состоит из двух частей: основной, установленной на транспортной стойке, и ответной, закрепленной непосредственно на стержневой системе инвалидной коляски.
Конструктивно сцепное устройство транспортной стойки с элементами представлено на рисунке 2.
Рис. 2. Принципиальная 3D модель сцепного устройства
Первая часть, закрепляется непосредственно на мотор-колесо через цилиндрическую втулку. Вторая часть сцепного устройства, расположенная на стержневой системе коляски, закрепляется при помощи двух перфорированных пластин, приваренных к несущим стержням коляски. Две части соединяются между собой через две металлические траверсы консольных типов со стальными направляющими стержнями и статичными цилиндрами для стыковки.
Таблица 1
Недостатки сцепного устройства
|
Недостаток |
Последствие |
|
отсутствие устройства закрепления стойки в транспортное положение |
усложняет использование коляски в ограниченных габаритах помещений |
|
нестабильная прижимная сила мотор-колеса вследствие удаленности центра тяжести от центральной вертикальной оси стойки |
приводит к потере управляемости коляски и пробуксовке ведущего колеса |
|
недостаточная эффективность тормозного устройства с увеличением скорости транспортировки и маневрирования коляски |
потеря управляемости маломобильного транспортного устройства на повороте и на подъёме на угол до 12 |
|
отсутствие регулировки высоты стойки управления для пользователей с различными антропологическими данными |
возможные физические неудобства |
Для того, чтобы произвести готовое изделие, необходимо знать основные методы 3D моделирования и способы их применения на практике для оптимизации процесса создания 3D моделей для тех или иных нужд. Для построения 3D чертежа использовалась программа Rhinoceros, которая позволяет строить твердотельные объекты при помощи промышленного моделирования [2, с. 15].
Твердотельное моделирование идеально подходит для создания недеформируемых 3D моделей несложной формы: шестеренок, двигателей и т. д., но не применимо к созданию пластичных. При построении модели работают сразу со всей оболочкой, а не с отдельными поверхностями. Сначала создается простая форма оболочки, например, сферы, а затем к ней применяют различные операции: резка, объединение с другими телами, а также булевые операции [3, с. 30].
На рис.3. представлен разработанный авторами экспериментальный образец, обладающий актуальностью и новизной.
Рис. 3. Экспериментальный образец
Заключение
В результате выполнения данной научной работы было разработано и изготовлено наиболее принципиально простое и удобное сцепное устройство (экспериментальный образец) для соединения стойки с мотор-колесом с маломобильными средствами передвижения, которое представляет собой качественное и недорогое приспособление.
В результате проведенных натурных испытаний получены эксплуатационные характеристики, приведенные в таблице 2.
Таблица 2
Полученные эксплуатационные характеристики
|
Результат |
Показатели результата |
|
приблизили вертикальную геометрическую ось пользователя к центральной оси инерции сцепного устройства |
увеличилась сила прижатия на 20 % и выявлено отсутствие буксования при движении |
|
изменили длину стержневой основы коляски |
увеличили угол атаки при движении без наката на 2 |
|
провели развесовку нагрузки на сиденье |
увеличили массу пользователя маломобильного транспортного средства на 15 кг, что в сумме составило 145кг грузоподъемной массы |
|
создали дополнительное пространство по бортам инвалидной коляски |
получили возможность закреплять стойку в статичном положении |
Полученные выводы могут быть использованы как теоретическая база для дальнейших исследований в области изготовления маломобильных транспортных средств, так и для их коммерческого изготовления, модернизации, ремонта и обслуживания.
Теоретические и практические разработки данного сцепного устройства могут применяться на практике специалистами в сфере транспортных инноваций для людей с ограниченными возможностями здоровья.
Литература:
- Универсальная транспортная стойка с рулевым управлением с мотор колесом. Чубенко Е. Ф., Пасечнюк Э. В. Наука, техника, промышленное производство. История, современное состояние, перспективы. Материалы научно-практической конференции ДВФУ. Инженерная школа. Изд. ДВФУ, 2019г.
- Бондаренко С. Т., Двораковская М. А. Плагины для 3D моделирования Studio MAX 5// Учебное пособие. — 2003.
- Scopus.com — Электронная база данных научных журналов, книг и трудов конференций [Электронный ресурс] / А. Н. Рогалев, В. П. Соколов, И. В. Шевченко, А. И. Милюков // Повышение эффективности технологической подготовки производства энергетического оборудования. — Москва, 2017. — Режим доступа: http://scopus.com/Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe
