طراحی و ساخت ماکت یک صندلی چرخدار هوشمند با قابلیت کنترل توسط معلولان قطع نخاعی در ناحیه‌ ستون ‏فقرات گردنی

هدف:هدف از انجام این پژوهش توانبخشی کمک رسانی به معلولانی است که از ناحیه ستون فقرات گردنی دچار عارضه و آسیب شده ‌اند و به علت آسیب دیدن نخاع قادر به حرکت نمی باشند. با توجه به محدودیت هایی که صندلی چرخدار های امروزی دارند، در این پژوهش مدلی برای افراد قطع نخاعی که قادر به استفاده از صندلی چرخدار های جوی استیک دار یا حرکت دادن صندلی چرخدار های معمولی با دست نیستند طراحی شده تا این محدودیت ها را برطرف کند و فرد معلول به لطف سیستم هوشمند و سنسورهای تعبیه شده بدون نیاز به شخص دیگری تنها با حرکت سر خود صندلی چرخدار را به حرکت در آورد.روش بررسی:برای اینکه ماکتی شبیه یک صندلی چرخدار داشته باشیم، در این طرح یک تکیه‌گاه و نشیمنگاه از چوب ساخته شده که دارای طول 25، عرض23 و ارتفاع 26 سانتی متر است. دو چرخ 7 سانتی متری آلومنیومی در طرفین ماکت جهت حرکت و دو چرخ هرزگرد ساچمه ‌ای جهت حفظ تعادل در عقب و جلو آن قرار گرفته است. حرکت رفت و برگشت ماکت به جلو و عقب و گردش به چپ و راست آن توسط چهار سنسور مادون قرمز فرستنده و چهار گیرنده متناظر که در محل های مناسب در اطراف ماکت نصب شده کنترل می ‌شود. با استفاده از سنسورهای نصب شده روی ماکت حرکت سر فرد به هر یک از چهار جهت سبب عکس العمل یکی از سنسورهای گیرنده و حرکت صندلی چرخدار به سمت مورد انتظار می شود.یافته‌ ها:تمامی مدارات الکترونیکی و قسمت های مکانیکی مورد نیاز جهت پردازش اطلاعات و اعمال فرمان ‌های کنترلی به صندلی چرخدار توسط قطعات موجود در بازار ایران طراحی و پیاده‌ سازی شده و با توجه به دستیابی به عملکرد مورد انتظار توسط نمونه طراحی شده بر اساس آزمایش‌ های عملی انجام گرفته، این طرح قابلیت تبدیل به نمونه صنعتی را خواهد داشت.نتیجه ‌گیری:از نتایج این طرح می ‌توان برای اضافه کردن قابلیت کنترل حرکت به صندلی ‌های چرخدار معمولی و هوشمندسازی آن ها به روشی ساده و اقتصادی بهره برد.

Designing and Manufacturing a Model of a Smart Wheelchair Controlled by Patients ‎with Complete Cervical Spinal Cord Injury ‎

Purpose:The purpose of this study is to rehabilitate people with quadriplegia as a result of complete cervical spine injure (CCSI). Given the limitations of today’s wheelchairs, a model for patients with CCSI who are unable to use joystick wheelchairs or move conventional wheelchairs manually is designed here to overcome these limitations. In this regard, a disabled person can move the wheelchair without the need for another person, just by moving his head.Methods:In order to have an initial model similar to a wheelchair, we made a wooden back support and seat that has a length of 25, a width of 23 and a height of 26 cm. There are two 7 cm aluminum wheels on either side of the replica for movement and two idler ball wheels to maintain balance at the rear and front. The movement of the prototype‎ backward and forward and its left and right rotation are controlled by four infrared transmitter sensors and four corresponding receivers installed in appropriate places around the prototype. Using the sensors installed on the replica, the movement of the disabled’s head in any of the four directions causes one of the receiver sensors to react and the wheelchair to move in the expected direction.Results:All electronic circuits and mechanical parts required for information processing and application of control commands to the wheelchair were designed and implemented by the parts available in the Iranian Market Achievement of the expected performance by the designed model based on practical tests is confirmed. Therefore, this design has the capability to become an industrial prototype.Conclusion:The results of this project can be used to add intelligent movement control to conventional wheelchairs in an easy and economical manner.