Предлагаемое транспортное средство для инвалидов

1.
АВТОР ПРОЕКТА «ИННОВАЦИОННАЯ ИДЕЯ».
Смирнов Максим Петрович
Дата рождения: 26 июля 1999г.
Домашний адрес: 428034, Чувашская Республика, г. Чебоксары, б-р
Юности, д.5, кв.22.
Домашний телефон: 8 (8352) 43-10-45
E-mail: lexa.4@mail.ru
Автобиография (Приложение 1)
2. НАЗВАНИЕ ПРОЕКТА.
Транспортное средство для инвалидов.
3. ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА.
3.1 Сфера применения.
Проект относится к транспортным средствам для инвалидов и может
быть использован для передвижения инвалидов, например, из дома до
школы, непосредственно в учебный класс. Выполняет задачу
преодоления лестниц, местности с твердыми и нетвердыми
покрытиями, например песок, снег и ямы.
3.2 «Транспортное средство для инвалидов» отражены в следующих
документах: описание изобретения, формула изобретения, реферат,
чертежи (Приложение 2).
4. АКТУАЛЬНОСТЬ РЕШАЕМОЙ ЗАДАЧИ.
Необходимость транспортного средства для инвалидов, на котором
можно спуститься с этажа по лестнице, проехать по асфальту,
неровной или песчаной дороге, снегу, грязи, например в сельской
местности – мечта многих инвалидов, в частности учащихся
(инвалидов), добирающихся на занятия в школу со своими
сверстниками. Ребята (инвалиды) почувствовали бы полноту жизни от
такого мобильного перемещения, как до школы, так и в самой школе.
Существует множество транспортных средств для инвалидов с
различными удобствами и степенями комфорта, но вот вездеход
встретишь не часто. Поэтому транспортное средство для инвалидов с
полным приводом, где рама с креслом всегда находится в
горизонтальном положении, независимо от наклона поверхности,
является актуальной задачей. Двигаясь с горки или вверх по лестнице,
1
можно сидеть так же, как если бы ехали по ровной поверхности, а
также иметь функцию разворота на 360° - мечта многих инвалидов.
Есть иностранные транспортные средства для инвалидов – вездеходы с
полным приводом. Однако у них есть следующие недостатки: вопервых, они стоят от 250 тысяч рублей - цена настоящего автомобиля,
во-вторых теми функциями, которые перечислены выше, они не
обладают.
У нас есть двоюродный брат Борис, который живет в многоэтажном
доме на втором этаже в деревне Синьялы Чебоксарского р-на
Чувашской Республики. У него есть инвалидная коляска, но спускаться
со второго этажа без посторонней помощи не может, да и школа
двухэтажная. Мы с братом задались целью разработать дешёвое,
простое транспортное средство для инвалидов, в частности для
двоюродного брата Бориса.
5. ГОТОВНОСТЬ РАЗРАБОТКИ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ.
Для проведения опытных работ мы начали собирать действующую
модель, на данном этапе собрали приводной вал с опорными колесами
и колесом меньшего диаметра с цельными опорными элементами, на
котором наглядно можно демонстрировать принцип работы нашего
устройства. При сборке приводного вала использованы следующие
материалы:
 8 крышек для консервирования в качестве опорных колес и колес
с меньшим диаметром,
 в качестве опорного элемента 16 ватных палочек изогнутых в
виде «W»,
 для крепления к колесам ватных палочек 32 спички,
 в качестве вала 2 карандаша,
 для соединения валов трубкообразный элемент от ручки,
 колеса между собой и к валам соединены изолентой.
6.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ОТ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ.
Благодаря своим конструктивным и эксплуатационным преимуществам
такое транспортное средство вернет многих инвалидов к полноценной
жизни. Технико-экономическая эффективность будет в благодарности
миллионов инвалидов, за то, что есть возможность передвигаться в
2
любое время в любом направлении без посторонней помощи,
например, на учебу, за покупками.
7. ПРАВО НА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНУЮ СОБСТВЕННОСТЬ.
На техническое решение «Транспортное средство для инвалидов» была
оформлена Заявка РФ на изобретение №2012125100, дата регистрации
15.06.2012г., авторы Смирнов Максим Петрович, Смирнов Алексей
Петрович (Приложение 3).
8.
ЦЕЛЕВОЙ РЫНОК, СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕСТНЫХ
И МЕЖДУНАРОДНЫХ КОНКУРЕНТОВ.
Сравнительный анализ транспортных средств для инвалидов
показывает, что транспортных средств с такими функциональными
возможностями, которые описаны в проекте, нет. Предлагаемая
конструкция найдет применение не только в России, но и за рубежом.
9.
ТРЕБУЕМЫЕ ИНВЕСТИЦИИ.
Для разработки документации, изготовления транспортного средства
для инвалидов,
испытания, и сертификации
требуется
ориентировочно 5 млн. руб.
10. ПРЕДПОЛАГАЕМАЯ / ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ СТРАТЕГИЯ
ВЫХОДА.
При получении патента возможно заключение договора с инвестором
на отчуждение патента,
заключение лицензионного договора с
выплатой роялти.
Подпись автора проекта:
___________(Смирнов М. П.)
«___» _____________ 2012 г.
3
Приложение 1
АВТОБИОГРАФИЯ
Я, Смирнов Максим Петрович, родился 26 июля 1999 года в г. Чебоксары
Чувашской Республики.
Я учусь в средней общеобразовательной школе №62 г. Чебоксары). В
начальной школе я занимался в кружке бального танца. Сейчас я занимаюсь
МОУ ДОД «Чебоксарская детская музыкальная школа №4», Мои любимые
школьные предметы: математика, английский язык и природоведение. Имею
сертификат участника международных игровых конкурсов «British Bulldoq».
Во время каникул вместе с отцом мастерю самодельную автомашину.
Увлекаюсь компьютером и велосипедом. Был 3 раза на Московском
авиационно-космическом салоне (МАКС) – в 2007, 2009, 2011 годах.
В 2010, 2012 году стал лучшим «Юным изобретателем» в ОАО «ЭЛАРА» в
номинации «Учащиеся». Занял I место в республиканском конкурсе на
звание «Лучший молодой изобретатель ЧР» среди учащиеся в 2010 году.
С 20 по 23 марта 2012 г. в ЭкоЦентре «Сокольники» состоялся XV
Московский международный салон изобретений и инновационных
технологий «Архимед-2012» в котором посчастливилось принять участие на
стенде ОАО «ЭЛАРА» с моделью «Устройство безопасности транспортного
средства» (патент РФ на изобретение №2443584 от 14.10.2010г., авторСмирнов Максим). За модель «Устройство безопасности транспортного
средства» награжден дипломом Международной научно – инновационной
организации «EGO ENERGO».
Отец, Смирнов Петр Васильевич, родился 12 июля 1958 года. В настоящее
время
работает
инженером-конструктором
в
ОАО
«Научнопроизводственный комплекс «ЭЛАРА» им. Г.А. Ильенко», г. Чебоксары.
Мать, Смирнова Надежда Петровна, родилась 16 апреля 1965 года. В
настоящее время работает инженером-программистом в ООО «ИТКонсалтинг», г. Чебоксары.
Брат, Смирнов Алексей Петрович, родился 25 ноября 1989 года. Учится на 2
курсе
магистратуры
электротехнического
факультета
Чувашского
государственного университета по специальности «Электрические
аппараты».
14 августа 2012 года
М.П. Смирнов
4
Приложение 2
A61G5/06, A61G5/02, B62B9/06
ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ИНВАЛИДОВ
Изобретение относится к транспортным устройствам и может быть
использовано в конструкциях инвалидных колясок.
Известно транспортное средство, (Патент РФ №2421364, кл. В62D57/028,
опубл. 20.06.2011, патентообладатель Нестеров Илья Владимирович)
содержащее корпус, выполненный из верхней и нижней платформ, нижняя из
которых закреплена на ходовых опорах, а на верхней платформе установлено
сиденье, механизм наклона сиденья относительно верхней платформы и
механизм управления движением устройства с приводом, причем нижняя
платформа выполнена из двух частей по длине, шарнирно соединенных
между собой в центре, и верхняя платформа выполнена тоже из двух частей
по длине, а в месте соединения всех частей верхней и нижней платформ
установлена шаровая опора, каждая из ходовых опор нижней платформы
выполнена из нескольких центральных катков, установленных друг за
другом, и несколько периферийных катков, смещающихся в вертикальной
плоскости, а механизм управления перемещением и включением привода
выполнен в виде пульта, соединенного с механическим преобразователем
команд.
Недостаток этого решения – сложность конструкции из-за наличия
нескольких осей для катков, установленных друг за другом, и периферийных
катков, смещающихся в вертикальной плоскости. При этом каждый каток
имеет свои приводные валы, что уменьшает надежность устройства.
Известно также транспортное средство для инвалидов, (Патент РФ
№22206964, кл. A61G5/06, A61G5/02, B62B9/06, опубл. 10.01.2004,
патентообладатель Локсеев Владимир Ефимович) содержащее раму с
креслом, снабженную опорными ведущими и ведомыми колесными парами,
обеспечивающими режим перемещения по плоской поверхности, и
опорными элементами, обеспечивающими режим перемещения по
лестницам, а также механизм перевода транспортного средства из одного
режима движения в другой, отличающееся тем, что рама выполнена из двух
полурам, каждая из которых снабжена колесной парой и парой опорных
элементов, причем последним придана крестообразная форма, они
установлены с возможностью вращения на горизонтальных осях и каждый из
них по отдельности кинематически связан с валом отбора мощности, причем
для передачи движения непосредственно на оси опорных элементов
5
использованы червячные редукторы, кроме того, полурамы связаны друг с
другом шарнирно, с возможностью поворота вокруг главной горизонтальной
оси, размещенной как между осями вращения опорных колес, так и между
осями вращения опорных элементов, кроме того, механизм перевода
транспортного средства из одного режима в другой выполнен в виде рычагов,
жестко скрепленных предпочтительно под прямым углом с боковыми
элементами одной из полурам у точки расположения главной горизонтальной
оси, причем рычаги снабжены упорами, установленными с возможностью
взаимодействия
с
криволинейной
направляющей
поверхностью
вертикальных пластин, снабженных отверстиями для размещения главной
горизонтальной оси и жестко скрепленных с боковыми поверхностями
второй полурамы, по бокам от кресла.
Недостаток этого решения – сложность конструкции из-за наличия
нескольких осей: для опорных колес, обеспечивающих режим перемещения
по плоской поверхности, свои горизонтальные оси, а для опорных элементов,
обеспечивающих режим перемещения по лестницам, служат другие
горизонтальные оси. При этом каждое опорное колесо и опорные элементы
имеют свои приводные валы, что уменьшает надежность устройства. Рычаг
выполняет только функцию перевода транспортного средства из одного
режима движения в другой и не участвует как опора при движении
транспорта.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, за
счет совмещения осей опорных элементов и опорных колес, а также
обеспечение надежности за счет того, что опорное колесо и опорный элемент
установлены на один приводной вал, и расширение функциональности
элементов конструкции.
Технический результат достигается тем, что транспортное средство для
инвалидов, содержащее раму с креслом, снабженную опорными колесами,
обеспечивающими режим перемещения по плоской поверхности, и
опорными элементами, обеспечивающими режим перемещения по
лестницам, механизм перевода транспортного средства из одного режима
движения в другой выполнен в виде рычагов, при этом опорные колеса и
опорные элементы установлены с возможностью вращения на
горизонтальных осях, причем горизонтальные оси расположены на цельной
раме, опорные элементы, опорные колеса, снабженные колесами меньшего
диаметра, расположены на одной горизонтальной оси, так, что между
колесом меньшего диаметра и опорным колесом с приводным валом по
окружности равномерно установлены опоры опорного элемента шарнирно
6
связанные рычагами через оси опоры с опорным колесом и колесом
меньшего диаметра; колесо меньшего диаметра имеет возможность осевого
перемещения и ограничитель поворота на приводном валу; колесо меньшего
диаметра снабжено пазом, куда установлен кольцевой конец тяги, второй
конец тяги шарнирно связан с линейным приводом; каждое опорное колесо,
опорный элемент, колесо меньшего диаметра
установлены на один
приводной вал, снабженный силовой установкой; кресло снабжено пультом
управления, подлокотником, платформой для ног; пульт управления
электрически связан с электронным блоком управления, который в свою
очередь электрически связан с силовой установкой и линейным приводом.
Предлагаемое транспортное средство для инвалидов иллюстрируется
чертежами, где:
На фиг. 1 схема расположения составных частей транспортного средства для
инвалидов в режиме перемещения по плоской поверхности.
На фиг. 2 схема расположения составных частей транспортного средства для
инвалидов в режиме перемещения по лестницам.
1-рама;
2-кресло;
3-опорное колесо;
4- опорный элемент;
5- механизм перевода транспортного средства из одного режима движения в
другой;
6-рычаг;
7-колесо меньшего диаметра;
8- приводной вал;
9-опора;
10-ось опоры;
11-ограничитель;
12-1-паз приводного вала;
12-2-паз колеса меньшего диаметра;
7
13-кольцевой конец тяги;
14- тяга;
15- второй конец тяги;
16- линейный привод;
17- силовая установка (электродвигатель);
18-пульт управления;
19-подлокотник;
20-платформа для ног;
21-блок управления.
Транспортное средство для инвалидов, содержащее раму 1 (Фиг. 1, 2),
например, из алюминиевого сплава Д16 с креслом 2, снабженную опорными
колесами 3, обеспечивающими режим перемещения по плоской поверхности,
и опорными элементами 4, обеспечивающими режим перемещения по
лестницам. Механизм перевода 5 транспортного средства из одного режима
движения в другой выполнен в виде рычагов 6, например, в виде пластин.
Опорные колеса 3 и опорные элементы 4 установлены с возможностью
вращения на горизонтальных осях, причем горизонтальные оси расположены
на цельной раме 1, опорные элементы 4, опорные колеса 3, снабженные
колесами 7 меньшего диаметра, расположены на одной горизонтальной оси,
так, что между колесом 7 меньшего диаметра и опорным колесом 3 с
приводным валом 8 по окружности равномерно установлены опоры 9
опорного элемента 4 шарнирно связанные рычагами 6 через оси 10 опоры 9 с
опорным колесом 3 и колесом 7 меньшего диаметра. Колесо 7 меньшего
диаметра имеет возможность осевого перемещения и ограничитель 11
поворота на приводном валу 8 и установлен в паз 12-1 приводного вала 8.
Колесо 7 меньшего диаметра снабжено пазом 12-2, куда установлен
кольцевой конец 13 тяги 14, второй конец 15 тяги 14 шарнирно связан с
линейным приводом 16. Каждое опорное колесо 3, опорный элемент 4,
колесо 7 меньшего диаметра установлены на один приводной вал 8,
снабженный силовой установкой 17, например, электродвигатель. Кресло 1
снабжено пультом управления 18, подлокотником 19, платформой для ног 20.
Пульт управления 18, например, в виде «джойстика», электрически связан с
электронным блоком управления 21, который в свою очередь электрически
связан, например, проводами с силовой установкой 17 и линейным приводом
16.
8
Работа предлагаемого транспортного средства для инвалидов осуществляется
следующим образом.
Водитель усаживается в кресло 2 таким образом, чтобы его локти были на
подлокотниках 19, а ноги ступнями упирались на платформу 20. После этого
одной рукой через пульт управления 18 включаются четыре
электродвигателя 17. После включения электродвигателей 17 приводятся во
вращение четыре опорных колеса 3, и устройство начинает перемещаться,
при этом вращается и опорные элементы 4 с колесом 7 меньшего диаметра.
При движении по горизонтальной плоскости с твердым покрытием на
плоскость перемещения опираются только опорные колеса 3, при этом
опорный элемент 4 и колесо 7 меньшего диаметра в движении не участвуют,
хотя они также вращаются.
При движении по горизонтальной плоскости с нетвердым покрытием на
плоскость перемещения опираются в начале опорные колеса 3, если они
зарываются, например, в землю, песок, в перемещении начинают участвовать
колеса с меньшим диаметром 7, если транспортное средство зарывается
далее, то начинают участвовать опоры 9 опорного элемента 4, если
зарывается далее - то вступают в участие рычаги 6, выполненные в виде
плоских пластин.
При движении по горизонтальной плоскости с неровным покрытием,
например, ямы, на плоскость перемещения опираются в начале опорное
колесо 3, если он заваливаются в яму - в перемещении начинает участвовать
колесо 7 меньшего диаметра, если заваливается и колесо 7 меньшего
диаметра, то начинают участвовать опоры 9 опорного элемента 4 заваленного
опорного колеса 3, если заваливается и опора 9 - то вступает в участие
рычаги 6, выполненные в виде плоских пластин.
Передвижение транспортного средства вверх по ступенчатой поверхности
осуществляется следующим образом.
Водитель через пульт управления 18 переводит опорный элемент 4 в режим
«лестница». При этом в движении участвуют опоры 9. Линейный привод 16
посредством тяги 14 колеса 7 меньшего диаметра смещает к опорным
колесам 3 и в зацепление с лестничной поверхностью приводятся опоры 3.
При этом линейные приводы 16 передних колес 7 меньшего диаметра
смещают тягу 14 на меньшее расстояние, чем линейные приводы 16 смещают
тягу 14 задних колес 7 меньшего диаметра, при этом кресло 2 водителя
9
остается в горизонтальном положении, т.е. опоры 9 на задних колесах
выдвигаются на больший диаметр, чем опоры 9 на передних колесах.
Передвижение транспортного средства вниз по ступенчатой поверхности
осуществляется следующим образом.
Водитель через пульт управления 18 переводит опорный элемент 4 в режим
«лестница». При этом в движении участвуют опоры 9. Линейный привод 16
посредством тяги 14 колеса 7 меньшего диаметра смещает к опорным
колесам 3 и в зацепление с лестничной поверхностью приводятся опоры 3.
При этом линейные приводы 16 передних колес 7 меньшего диаметра
смещают тягу 14 на большее расстояние, чем линейные приводы 16 смещают
тягу 14 задних колес 7 меньшего диаметра, при этом кресло 2 водителя
остается в горизонтальном положении, т.е. опоры 9 на задних колесах
выдвигаются на меньший диаметр, чем опоры 9 на передних колесах. При
наличии уклона в поперечном направлении, выдвигаются опоры 9 слева или
справа.
Для поворота транспортного средства в горизонтальной плоскости, водитель
через пульт управления выключает левые или правые электродвигатели 17.
Если выключены левые электродвигатели 17, поворот влево, если
выключены правые электродвигатели 17 поворот вправо. После завершения
поворота включают все электродвигатели 17, и движение транспортного
средства осуществляется по прямой линии.
В отличии от прототипа, где водителю затруднено располагаться в
горизонтальном положении, в предлагаемая конструкция транспортного
средства для инвалидов позволяет получить транспортное средство для
перемещения как по горизонтальным, так и по наклонным поверхностям,
например по лестничным маршам, и обеспечивает постоянное расположение
кресла водителя в горизонтальном положении. При движении под уклон
обеспечивается устойчивость за счет выравнивания конструкции
относительно точек опоры, что расширяет функциональные возможности
опорных элементов, т.е. выполняют регулирующую функцию.
В отличии от прототипа, где опорные колеса и опорные элементы
расположены на разных горизонтальных осях и имеют разные приводные
валы в предлагаемом техническом решении оси опорных элементов и оси
опорных колес расположены на одной горизонтальной оси и каждое опорное
колесо, опорный элемент, колесо меньшего диаметра установлены на один
приводной вал, снабженный силовой установкой, что упрощает конструкцию
устройства.
10
В отличии от прототипа, где рычаги выполняют только функцию механизма
перевода транспортного средства из одного режима движения в другой, в
предлагаемом техническом решении расположение рычагов между опорой и
опорным колесом и опорой и колесом с меньшим диаметром, также
выполнение их в виде пластин позволяет использовать поверхности пластин
(рычагов) при зарывании в песок, землю как рабочую опорную поверхность,
т. е выполняют как функцию механизм перевода транспортного средства из
одного режима движения в другой, так и является рабочей опорной
поверхностью, увеличивая контактную поверхность. Упрощает конструкцию,
увеличивает функциональные возможности, увеличивает надежность.
Из вышеизложенного следует, что данное устройство промышленно
применимо и решает поставленную техническую задачу.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Транспортное средство для инвалидов, содержащее раму с креслом,
снабженную
опорными
колесами,
обеспечивающими
режим
перемещения по плоской поверхности, и опорными элементами,
обеспечивающими режим перемещения по лестницам, механизм
перевода транспортного средства из одного режима движения в другой
выполнен в виде рычагов, при этом опорные колеса и опорные элементы
установлены с возможностью вращения на горизонтальных осях
отличающееся тем, что, горизонтальные оси расположены на цельной
раме, опорные элементы, опорные колеса, снабженные колесами
меньшего диаметра, расположены на одной горизонтальной оси, так, что
между колесом меньшего диаметра и опорным колесом с приводным
валом по окружности равномерно установлены опоры опорного
элемента шарнирно связанные рычагами через оси опоры с опорным
колесом и колесом меньшего диаметра; колесо меньшего диаметра имеет
возможность осевого перемещения и ограничитель поворота на
приводном валу; колесо меньшего диаметра снабжено пазом, куда
установлен кольцевой конец тяги, второй конец тяги шарнирно связан с
линейным приводом; каждое опорное колесо, опорный элемент, колесо
меньшего диаметра установлены на один приводной вал, снабженный
силовой установкой; кресло снабжено пультом управления,
подлокотником, платформой для ног; пульт управления электрически
связан с электронным блоком управления, который в свою очередь
электрически связан с силовой установкой и линейным приводом.
11
РЕФЕРАТ
Изобретение относится к транспортным устройствам и может быть
использовано в конструкциях инвалидных колясок. Техническим
результатом изобретения является упрощение конструкции, за счет
совмещения осей опорных элементов и опорных колес, а также обеспечение
надежности за счет того, что опорное колесо и опорный элемент установлены
на один приводной вал, и расширение функциональности элементов
конструкции. Технический результат достигается тем, что транспортное
средство для инвалидов, содержащее раму с креслом, снабженную опорными
колесами, обеспечивающими режим перемещения по плоской поверхности, и
опорными элементами, обеспечивающими режим перемещения по
лестницам, механизм перевода транспортного средства из одного режима
движения в другой выполнен в виде рычагов, при этом опорные колеса и
опорные элементы установлены с возможностью вращения на
горизонтальных осях, причем горизонтальные оси расположены на цельной
раме, опорные элементы, опорные колеса, снабженные колесами меньшего
диаметра, расположены на одной горизонтальной оси, так, что между
колесом меньшего диаметра и опорным колесом с приводным валом по
окружности равномерно установлены опоры опорного элемента шарнирно
связанные рычагами через оси опоры с опорным колесом и колесом
меньшего диаметра; колесо меньшего диаметра имеет возможность осевого
перемещения и ограничитель поворота на приводном валу; колесо меньшего
диаметра снабжено пазом, куда установлен кольцевой конец тяги, второй
конец тяги шарнирно связан с линейным приводом; каждое опорное колесо,
опорный элемент, колесо меньшего диаметра
установлены на один
приводной вал, снабженный силовой установкой; кресло снабжено пультом
управления, подлокотником, платформой для ног; пульт управления
электрически связан с электронным блоком управления, который в свою
очередь электрически связан с силовой установкой и линейным приводом.
2 ил.
12
13
Приложение 3
14