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中国最北海上油田的“抗冰人”

2019-06-18 23:28 来源:有问必答

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一中学生发明"爬楼轮椅" 不颠不打滑能自驾

发布时间: 2019-06-18 08:46:39 | 来源: 北京晚报 | 作者: | 责任编辑: 闫景臻
韦德体育app   资料图:2013年,一颗直径大约为45米的小行星,成为当时天文学家所预测过的类似尺寸天体中以最近距离飞过地球的天体。

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我国老龄化日趋严重,老年人腿脚不便,上下楼成了一大障碍。“上下楼时老人很容易跌倒,造成无法挽回的后果。”为了解决老人和残障人士“上楼累,下楼难”的问题,北京工业大学附属中学高一年级的王昱添设计了一款“自平衡爬楼轮椅”,用较低廉的价格解决了老年人的“爬楼”困境。这个设计在前不久举办的2017年北京青少年科技创新大赛上获得了一等奖。

自平衡实现安全爬楼

“姥姥、姥爷都已经80多岁了,家在山城重庆,本就地势起伏不平,又住在7层高的楼房内,平时上上下下、进进出出都很不方便。”王昱添很想为姥姥、姥爷生活质量的提高出一份力,看到地铁站的无障碍设施,他想到了以“爬楼轮椅”代步的方法。为此,他曾到网上商城查找爬楼轮椅,“价格太贵了,一把轮椅在5万元左右,这个价格相信很多家庭都难以承受。”此外,市面上的“爬楼轮椅”不少都只有爬楼功能,缺乏减震和必要的安全措施,这不仅让老人在体验上不那么舒适,更有可能对安全造成威胁。“为此,我想设计出一款保证舒适安全、尽可能多的实现老人需求,并且价格低廉的多功能轮椅,让它变成老人和残障人士的另一双腿,”王昱添说。

抱着这个想法,他参照坦克的运动原理,设计出了一款靠履带前行,并具有自平衡功能的“爬楼轮椅”。“借鉴了运动手环所采用的电子陀螺仪和加速度计,可以实时监测地面的夹角。这样一旦遇到倾斜或颠簸等情况造成的轮椅角度偏差,系统就会控制轮椅座位下方的两轴平衡系统进行调整。如果轮椅前倾,就往后拉;如果轮椅后倾,就往前推,这样就保证了基本的平衡。”王昱添解释,受轮椅大小的限制,完全平衡只能在一定角度内保证,“楼梯坡度在30度以内,可以保证座位水平;如果超出范围,也能做到基本平衡,偏差不会超过15度,保证至少不让人摔下来。”据他介绍,目前市面上的爬楼轮椅的攀爬角度约在25度之内,而他设计的新型爬楼轮椅则适用于更多的场合。

不怕突然停电或打滑

在实现了爬楼和自平衡的基本功能之后,王昱添开始为轮椅的舒适度和安全性考虑。“市面上的爬楼轮椅没有减震设计,‘硬邦邦’地运动,让人坐在上面很不舒服。”借鉴汽车或坦克的扭杆悬挂系统,王昱添设计了轮椅的减震器,对道路不平或坑洼带来的震动进行减震,确保出行的舒适度。

“如果轮椅在爬楼时没电了,或者是打滑了,怎么办?太危险了。”想到这里,王昱添决定为轮椅增加应急支架、安全系统。“我写了一个自检的小程序,在轮椅自动运行的过程中,会不断对周围环境的安全情况进行评估。”如果在爬楼的过程中打滑或没电了,安全系统会率先对两侧的履带进行锁定,“不论怎么打滑,履带锁定,轮椅就不动了。”然后在一秒钟之内,轮椅下方像飞机起落架一般的应急支架就会伸出,撑在楼梯或地面,对轮椅进行固定和支撑。

王昱添的爬楼轮椅已经改了四版,目前正在调试、改进第五代。如今,这款轮椅又有了许多让人意想不到的功能。比如座位平移功能, “现在不少公共场所都设有无障碍设施,比如残障人士专用的卫生间。但对于许多行动不便的人来说,使用公共设施还是有困难的。”为此,王昱添设计程序、改造结构,使座位能够脱离轮椅,将坐在上面的使用者平移到需要的位置,“比如,行动不便的老年人在使用公共卫生间时,一按按钮,连人带座就会移动到马桶上方。”

有望实现“自动驾驶”

虽然整个项目跨越了王昱添的初中和高中两个时期,现在升入高中的他学业渐忙,但他对自己的这个项目,还是有很多“脑洞”合不上,正在着手对它的各个方面进行改善,添加更多的功能。

首先就是基于目前轮椅已经具备的“GPS定位报警系统”演化而来的“自动驾驶系统”。王昱添介绍,目前轮椅已实现紧急报警功能,“当轮椅上的老人、病人遇到特殊情况,可以直接按下轮椅一侧的按钮,系统将把目前轮椅所在位置的坐标发送到手机端,家人、子女通过接收坐标信息和地图的坐标反查功能,就能及时赶到提供帮助。

下一步,王昱添打算为轮椅增加“自动驾驶”的功能,“在楼梯间,像坐电梯一样,在轮椅上按下几层,直接就能‘爬’到几层。”虽然原理类似电梯,但既不用对楼梯进行改造,也不用大规模铺设轨道,既省时又省力,还能节省建设开支。

此外,他还希望基于物联网的技术,实现轮椅状态和位置在手机端的实时展示,“家人可以通过手机实时查看老人、病人的情况。”

王昱添希望自己的发明能够大规模推广,让它纳入社区养老的范畴,成为公用设施,来服务更多的老年人和残障人士。

文章来源: 北京晚报
 
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