Przegląd Mechaniczny 12/2014

09.06.2015 Views

potencjalnego kierujàcego. Wynika to z faktu, ˝e np. pasa˝er pozbawiony koƒczyn dolnych mimo statystycznie ni˝szego ci´˝aru cia∏a, zawsze powoduje przemieszczenie Êrodka ci´˝koÊci uk∏adu wózek-u˝ytkownik w gór´. Przy szacowaniu pr´dkoÊci maksymalnych zastosowano wspó∏czynniki korekcyjne pozwalajàce na utrzymanie „po stronie bezpiecznej” warunków trakcyjnych wózków. I tak, przyk∏adowo, dla wózków trójko∏owych, dla których kraw´dê ma inny przebieg ni˝ w przypadku wózków czteroko∏owych, zastosowano dodatkowe 30% zmniejszenie pr´dkoÊci maksymalnej podczas jazdy po ∏uku, w stosunku do pr´dkoÊci wynikajàcej z podanych zale˝noÊci. Zarówno dla wózka czteroko∏owego, jak i trójko- ∏owego przewidziano wykonanie jednostopniowych ograniczników, dla kàta skr´tu kierownicy wynoszàcego 25°. Do praktycznej realizacji uk∏adu sterownika skr´tu przewidziano wykorzystanie indukcyjnych czujników zbli˝eniowych. W trakcie ruchu kierownicà elementy metalowej konstrukcji widelca wchodzà w pole czu∏oÊci czujnika indukcyjnego przy kàcie skr´tu kierownicy przekraczajàcym 25°. Uk∏ad ma mo˝liwoÊç adaptacji, tj. zmiany zakresu kàta skr´tu kierownicy, w którym mo˝liwa jest jazda z pr´dkoÊcià maksymalnà. Wynika to z wieku oraz zró˝nicowanej sprawnoÊci motorycznej potencjalnych u˝ytkowników. Sygna∏ wyjÊciowy z czujnika podawany jest do wejÊcia sterownika silnika, który odpowiada za za∏àczanie i wy∏àczanie ogranicznika pr´dkoÊci. Pr´dkoÊç maksymalna przy skr´cie programowana jest w sterowniku silnika – przy standardowym ograniczeniu do ok. 6 km/h. Prototypy nowych wózków Rys. 8. Prototyp wózka typu skuter w odmianie czteroko∏owej W procesie konstrukcyjnym, obok doÊwiadczeƒ zespo∏u, uwzgl´dniono uwagi zg∏aszane przez terapeutów uczestniczàcych w eksploatacji i obs∏udze wózków inwalidzkich. Dotyczy∏y one: – koniecznoÊci osiàgni´cia przeÊwitu dolnego wózków o wartoÊci co najmniej 100 mm, – zastosowania kó∏ tylnych o rozmiarze co najmniej 6" dla poprawy warunków jazdy np. po trawie lub po Êniegu, – obni˝enia wysokoÊci najni˝szego po∏o˝enia siedziska w celu u∏atwienia przesiadania si´ pacjentów z wózków tradycyjnych r´cznych, – obni˝enia wysokoÊci pod∏ogi wzgl´dem poziomu jezdni, – poprawy resorowania w zawieszaniu tylnym, – ograniczenia d∏ugoÊci ca∏kowitej wózków do 120 cm i szerokoÊci do 68 cm. W przypadku wózków fotelowych modu∏owa konstrukcja umo˝liwia ∏atwy za∏adunek do samochodu specjalnego, a w przypadku konwencjonalnego po- Rys. 7. Prototyp wózka typu skuter w odmianie trzyko∏owej Rys. 9. Prototyp wózka typu fotelowego 38 ROK WYD. LXXIII ZESZYT 12/2014

jazdu ∏atwy demonta˝ na modu∏y podstawowe (o ma∏ej masie i niewielkich wymiarach) w celu za∏adowania do baga˝nika. Wykonane wózki, o pe∏nej kompletacji konstrukcyjnej, zosta∏y przedstawione na rys. 7, 8 i 9. Badania prototypów Badania egzemplarzy prototypowych nowych wózków inwalidzkich zosta∏y przeprowadzone dwutorowo: – w IMBiGS – z wykorzystaniem specjalnych stanowisk badawczych oraz toru próbnego, – w PPH „WR” – jako badania trakcyjne poligonowe. Badaniom zosta∏y poddane prototypy wózków typu skuter w odmianach trzy- i czteroko∏owych oraz wózek typu fotelowego, na którym zainstalowano system sterowania oparty na platformie i-phone. Uk∏ad sterowniczy obejmowa∏ inteligentny system sterowania silnikami oraz zarzàdzania energià (BMS – Battery Management Systems). Badania trakcyjne d∏ugodystansowe Badania i próby trakcyjne wykonano na terenach przyleg∏ych do siedziby przedsi´biorstwa PPH „WR” oraz na terenie nale˝àcym do IMBiGS w Warszawie. Zosta∏y one przeprowadzone w nast´pujàcych warunkach: – dodatkowe obcià˝enie próbne o wartoÊci 1500 N dla wszystkich odmian wózków dla badaƒ d∏ugodystansowych oraz 1850 N dla badaƒ przecià˝eniowych, – wspólna trasa testowa dla wózków typu skuter – 45% udzia∏ nawierzchni utwardzonych, 55% udzia∏ nawierzchni nieutwardzonych (trawiasta i szutrowa). Badania trakcyjne dla wózka fotelowego wykonano (zgodnie z przeznaczeniem wózków) wy∏àcznie na terenie utwardzonym – 75% po kostce betonowej oraz 25% po nawierzchniach asfaltowych. ¸àcznie pokonano dystans wynoszàcy 4320 km dla wózków typu skuter oraz 2232 km dla wózka fotelowego. Zastosowane zespo∏y nap´dowe zawiera∏y sterowniki elektroniczne programowalne, z funkcjà rekuperacji energii podczas zjazdów z pochy∏oÊci oraz podczas hamowania silnikami nap´dowymi. Podczas prób wózki pozostawa∏y w ruchu a˝ do wy∏adowania akumulatorów (za stan roz∏adowania przyjmowano automatyczne przejÊcie sterownika jazdy w stan awaryjny). W czasie trwania prób trakcyjnych przeprowadzono pomiary maksymalnego zasi´gu jazdy wózków typu skuter z jednego pe∏nego ∏adowania zestawu akumulatorów. Utrzymywano pr´dkoÊç jazdy w zakresie od 10 km/h do 12 km/h. Wyniki przyk∏adowych pomiarów zosta∏y przedstawione w tabeli. Podczas badaƒ monitorowany by∏ stan uk∏adu nap´dowego – prowadzono pomiary temperatury na wybranych powierzchniach silników nap´dowych, baterii trakcyjnych oraz sterownika. Najwy˝sze temperatury po ustabilizowaniu (62°C) wyst´powa∏y na korpusach silników i nie przekracza∏y wartoÊci dopuszczalnych okreÊlonych przez producenta. Oznacza to, ˝e moc oraz moment obrotowy zespo∏ów nap´dowych (2 x 400 W; 2,2 Nm) zosta∏y skalkulowane w∏aÊciwie. W ocenie zespo∏u testujàcego (na ogólnej d∏ugoÊci tras testowych) z ramienia IMBiGS oraz PPH „WR” zastosowane nowe zawieszenie z zespo∏ami metalowo-gumowymi skutecznie t∏umi nierównoÊci w przewidywanym zakresie pr´dkoÊci jazdy do 16 km/h. JednoczeÊnie nale˝y zauwa˝yç, ˝e zastosowane nowatorskie rozwiàzanie zawieszeƒ pozwala na istotne ograniczenie liczby punktów serwisowych wózka – w porównaniu z klasycznym zawieszeniem ze spr´˝ynami Êrubowymi i amortyzatorami gazowymi lub hydraulicznymi. FunkcjonalnoÊç adaptacyjna nowych wózków dla osób niepe∏nosprawnych Badania funkcjonalnoÊci adaptacyjnej obejmowa∏y okreÊlenie mo˝liwoÊci ustawiania fotela oraz dostosowania zespo∏ów sterowania do indywidualnych wymiarów cia∏a u˝ytkowników. Badania przeprowadzono na dwóch modelach wózków – typu skuter z podwoziem czteroko∏owym i typu fotelowego. Wykonano próby dopasowania wymiarów i konfiguracji ogólnej zespo∏u fotela i zespo∏u kierownicy dla u˝ytkowników o wzroÊcie 164 cm, 178 cm, 189 cm i 195 cm. Przeprowadzone pomiary obj´∏y zakres regulacji fotela operatora i podstawowych zespo∏ów sterowania skupionych na kierownicy wózka. W wyniku przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, ˝e w wózku typu skuter wyst´puje mo˝liwoÊç: – ustawiania pionowego fotela w zakresie ruchu wynoszàcym 65 mm, – przesuwu fotela u˝ytkownika w osi g∏ównej wózka (przód, ty∏) w zakresie 150 mm, – obrotu wzgl´dem osi zamocowania w zakresie 320°, – ustawiania kàta nachylenia oparcia w zakresie 75°, – regulacji wysokoÊciowej pod∏okietników w zakresie 120 mm, – regulacji kàta pochylenia zespo∏u kierowniczego w zakresie 35°. W wyniku przeprowadzonych badaƒ stwierdzono, ˝e dla ka˝dego u˝ytkownika jest mo˝liwe takie dobranie konfiguracji ustawienia zespo∏u fotela i zespo∏u kierownicy, w którym wszystkie elementy Zasi´g jazdy wózka typu skuter Parametr Zasi´g jazdy, km Ârednio obcià˝enie o wartoÊci 900 N 45 46 41 42 47 45 47 49 45 obcià˝enie o wartoÊci 1500 N 38 37 32 35 32 38 36 34 35 ROK WYD. LXXIII ZESZYT 12/2014 39

jazdu ∏atwy demonta˝ na modu∏y podstawowe<br />

(o ma∏ej masie i niewielkich wymiarach) w celu<br />

za∏adowania do baga˝nika. Wykonane wózki, o pe∏nej<br />

kompletacji konstrukcyjnej, zosta∏y przedstawione<br />

na rys. 7, 8 i 9.<br />

Badania prototypów<br />

Badania egzemplarzy prototypowych nowych wózków<br />

inwalidzkich zosta∏y przeprowadzone dwutorowo:<br />

– w IMBiGS – z wykorzystaniem specjalnych stanowisk<br />

badawczych oraz toru próbnego,<br />

– w PPH „WR” – jako badania trakcyjne poligonowe.<br />

Badaniom zosta∏y poddane prototypy wózków typu<br />

skuter w odmianach trzy- i czteroko∏owych oraz wózek<br />

typu fotelowego, na którym zainstalowano system<br />

sterowania oparty na platformie i-phone. Uk∏ad sterowniczy<br />

obejmowa∏ inteligentny system sterowania<br />

silnikami oraz zarzàdzania energià (BMS – Battery<br />

Management Systems).<br />

Badania trakcyjne d∏ugodystansowe<br />

Badania i próby trakcyjne wykonano na terenach<br />

przyleg∏ych do siedziby przedsi´biorstwa PPH „WR”<br />

oraz na terenie nale˝àcym do IMBiGS w Warszawie.<br />

Zosta∏y one przeprowadzone w nast´pujàcych warunkach:<br />

– dodatkowe obcià˝enie próbne o wartoÊci 1500 N<br />

dla wszystkich odmian wózków dla badaƒ d∏ugodystansowych<br />

oraz 1850 N dla badaƒ przecià˝eniowych,<br />

– wspólna trasa testowa dla wózków typu skuter<br />

– 45% udzia∏ nawierzchni utwardzonych, 55% udzia∏<br />

nawierzchni nieutwardzonych (trawiasta i szutrowa).<br />

Badania trakcyjne dla wózka fotelowego wykonano<br />

(zgodnie z przeznaczeniem wózków) wy∏àcznie<br />

na terenie utwardzonym – 75% po kostce betonowej<br />

oraz 25% po nawierzchniach asfaltowych. ¸àcznie<br />

pokonano dystans wynoszàcy 4320 km dla wózków<br />

typu skuter oraz 2232 km dla wózka fotelowego.<br />

Zastosowane zespo∏y nap´dowe zawiera∏y sterowniki<br />

elektroniczne programowalne, z funkcjà rekuperacji<br />

energii podczas zjazdów z pochy∏oÊci oraz podczas<br />

hamowania silnikami nap´dowymi.<br />

Podczas prób wózki pozostawa∏y w ruchu a˝ do<br />

wy∏adowania akumulatorów (za stan roz∏adowania<br />

przyjmowano automatyczne przejÊcie sterownika<br />

jazdy w stan awaryjny). W czasie trwania prób trakcyjnych<br />

przeprowadzono pomiary maksymalnego<br />

zasi´gu jazdy wózków typu skuter z jednego pe∏nego<br />

∏adowania zestawu akumulatorów. Utrzymywano<br />

pr´dkoÊç jazdy w zakresie od 10 km/h do <strong>12</strong> km/h.<br />

Wyniki przyk∏adowych pomiarów zosta∏y przedstawione<br />

w tabeli.<br />

Podczas badaƒ monitorowany by∏ stan uk∏adu<br />

nap´dowego – prowadzono pomiary temperatury na<br />

wybranych powierzchniach silników nap´dowych,<br />

baterii trakcyjnych oraz sterownika. Najwy˝sze temperatury<br />

po ustabilizowaniu (62°C) wyst´powa∏y<br />

na korpusach silników i nie przekracza∏y wartoÊci<br />

dopuszczalnych okreÊlonych przez producenta.<br />

Oznacza to, ˝e moc oraz moment obrotowy zespo∏ów<br />

nap´dowych (2 x 400 W; 2,2 Nm) zosta∏y skalkulowane<br />

w∏aÊciwie. W ocenie zespo∏u testujàcego<br />

(na ogólnej d∏ugoÊci tras testowych) z ramienia<br />

IMBiGS oraz PPH „WR” zastosowane nowe zawieszenie<br />

z zespo∏ami metalowo-gumowymi skutecznie<br />

t∏umi nierównoÊci w przewidywanym zakresie<br />

pr´dkoÊci jazdy do 16 km/h. JednoczeÊnie nale˝y<br />

zauwa˝yç, ˝e zastosowane nowatorskie rozwiàzanie<br />

zawieszeƒ pozwala na istotne ograniczenie liczby<br />

punktów serwisowych wózka – w porównaniu z klasycznym<br />

zawieszeniem ze spr´˝ynami Êrubowymi<br />

i amortyzatorami gazowymi lub hydraulicznymi.<br />

FunkcjonalnoÊç adaptacyjna nowych wózków<br />

dla osób niepe∏nosprawnych<br />

Badania funkcjonalnoÊci adaptacyjnej obejmowa∏y<br />

okreÊlenie mo˝liwoÊci ustawiania fotela oraz<br />

dostosowania zespo∏ów sterowania do indywidualnych<br />

wymiarów cia∏a u˝ytkowników. Badania<br />

przeprowadzono na dwóch modelach wózków – typu<br />

skuter z podwoziem czteroko∏owym i typu fotelowego.<br />

Wykonano próby dopasowania wymiarów<br />

i konfiguracji ogólnej zespo∏u fotela i zespo∏u<br />

kierownicy dla u˝ytkowników o wzroÊcie 164 cm,<br />

178 cm, 189 cm i 195 cm. Przeprowadzone pomiary<br />

obj´∏y zakres regulacji fotela operatora i podstawowych<br />

zespo∏ów sterowania skupionych na kierownicy<br />

wózka. W wyniku przeprowadzonych pomiarów<br />

stwierdzono, ˝e w wózku typu skuter wyst´puje<br />

mo˝liwoÊç:<br />

– ustawiania pionowego fotela w zakresie ruchu<br />

wynoszàcym 65 mm,<br />

– przesuwu fotela u˝ytkownika w osi g∏ównej<br />

wózka (przód, ty∏) w zakresie 150 mm,<br />

– obrotu wzgl´dem osi zamocowania w zakresie<br />

320°,<br />

– ustawiania kàta nachylenia oparcia w zakresie<br />

75°,<br />

– regulacji wysokoÊciowej pod∏okietników w zakresie<br />

<strong>12</strong>0 mm,<br />

– regulacji kàta pochylenia zespo∏u kierowniczego<br />

w zakresie 35°.<br />

W wyniku przeprowadzonych badaƒ stwierdzono,<br />

˝e dla ka˝dego u˝ytkownika jest mo˝liwe takie<br />

dobranie konfiguracji ustawienia zespo∏u fotela<br />

i zespo∏u kierownicy, w którym wszystkie elementy<br />

Zasi´g jazdy wózka typu skuter<br />

Parametr Zasi´g jazdy, km Ârednio<br />

obcià˝enie o wartoÊci 900 N 45 46 41 42 47 45 47 49 45<br />

obcià˝enie o wartoÊci 1500 N 38 37 32 35 32 38 36 34 35<br />

ROK WYD. LXXIII ZESZYT <strong>12</strong>/<strong>2014</strong><br />

39

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!