Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorMathisen, Geirnb_NO
dc.contributor.authorSkarra, Sigurdnb_NO
dc.date.accessioned2014-12-19T14:06:12Z
dc.date.available2014-12-19T14:06:12Z
dc.date.created2012-11-08nb_NO
dc.date.issued2012nb_NO
dc.identifier566341nb_NO
dc.identifierntnudaim:7119nb_NO
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/260710
dc.description.abstractDette prosjektet har omhandlet videreutvikling av en modernisert rullator for SINTEF, som har vært arbeidsgiveren. Rullatoren startet som en bachelorprosjekt ved Høgskolen i Sør-Trøndelag (HiST), avdeling for automasjon våren 2011, og høsten 2011 ble det gjennomført et prosjekt hvor det ble utviklet et nytt brukergrensesnitt. I denne masteroppgaven har man videreutviklet rullatoren da den hadde funksjoner som ikke fungerte optimalt. Rullatorløsningen SINTEF overtok fra HiST bestod av en rullator med elektromotorer, en instrumentkasse med et batteri og en mikrokontroller samt noe elektronikk til sensorer og motorer og to sensorer i håndtakene som var input for systemet. Systemet fungerte slik at man trykket på to sensorer som var lagt under gummihåndtakene for å få rullatoren til å kjøre fremover i lineær hastighet med kraftinputen. Tanken var at brukeren skulle bruke kroppsvekten for å generere fremdrift når man støttet seg på rullatoren. Dette viste seg ikke å fungere optimalt da man måtte bruke ganske stor kraft med tomlene for å trykke ned disse sensorene. Dette ble endret i høstprosjektet til håndtak som måler kraften brukeren dytter rullatoren fremover med. På den måten fikk man en mer naturlig brukeropplevelse og rullatoren ble enklere å betjene. Mer om løsningen kan leses om i prosjektrapporten «Nye sensorer for en mer brukervennlig rullator» (Skarra, 2011)xvii.Rullatoren skal være et intelligent hjelpemiddel som bidrar med aktiv fremdrift når brukeren trenger det, uten at brukeren selv trenger å gjøre noe for at denne hjelpen kobler inn. For å få til dette ble det gjennom en Use case-analyse avdekket hvilke funksjoner og krav vi måtte sette til rullatorsystemet for å få dette til å fungere. Dette resulterte i forslag til endringer både i det mekaniske og i reguleringsalgoritmen. I den gamle løsningen satt hjulene på faste aksler på motorene. Da vi ville at systemet kun skulle hjelpe til når brukeren trang det måtte flere ting løses. Hjulene ble byttet ut med hjul med frinav slik at rullatoren nå kan rulle fritt uten at motorene trenger å være koblet inn. Det måtte også endres i algoritmen for å få rullatoren til å virke slik vi ville. Vi ville at den skulle hjelpe til i bakker, når den var tungt lastet og når den møtte hindringer som krevde stor kraft for å bevege den fremover. Vi var altså ikke interessert i at den skulle bidra unødig og belaste batteriet når det var lett å dytte den fremover. Algoritmen ble derfor endret slik at man måtte over en viss innkoblingsgrense før motorene hjalp til. Kommer kraften over denne grensen kobler motorene inn og hastigheten er lineær ettersom kraften øker. Det ble så sett på hvordan inngangssignalet ble behandlet i algoritmen da det viste seg at motorpådraget var noe ustabilt. Regulatoren var en ren P-regulator hvor inngangssignalet ble regnet ut som et gjennomsnitt av 5 målinger. Programmeringsfeil gjorde at deler av disse målingene ble lagret etter at rullatorsystemet ble slått av slik at rullatoren beveget seg litt når man skrudde den på igjen. Et nytt filter med glemmefaktor ble designet etter inspirasjon fra faget TTK4195 Systemidentifikasjon og adaptiv regulering, og programmert i mikrokontrolleren. Etter en del testing og justering førte dette frem til at regulatoren nå gir et stabilt og forutsigbart pådrag til motorene slik at den går med en jevn hastighet.  Håndtakene som ble laget i høstprosjektet, ble også modifisert, da de ikke hadde en stopperfunksjon som hindret dem i å bli demontert ved å dra holkene bakover. De er laget slik at holkene man holder i er montert på en ytre hylse som kan beveges frem og tilbake med fjærretur. Dette er gjort for å unngå en eventuell offset. Dette gjorde at man kunne ved et uhell dra holkene av rullatorrammen og ledningen til trykksensorene falt av. Holkene kunne også roteres så brukeropplevelsen virket litt lite robust når man håndterte rullatoren. En skrue ble skrudd gjennom den ytre hylsen og inn i et avlangt hull i den indre. Dette gjorde at man nå kan håndtere rullatoren som en vanlig rullator og trenger ikke være redd for at ledningene faller ut. Skruen kan enkelt skrus ut igjen med en standard stjernetrekker ved eventuelle endringer.Alle disse endringene har gjort rullatoren nærmere et produkt som eventuelt kan settes i serieproduksjon. Det gjenstår fortsatt oppgaver med tanke på å få på plass en mekanisk brems, vektreduksjon, plassering av komponenter og å heve IP-graden til motorløsningen.Rullatoren har nå den styringsstrategien vi ønsker, og resultatene som er presentert i denne rapporten underbygger dette. Arbeidet har vært utfordrende, og spesielt det å jobbe alene i en utviklingsperiode har vært krevende. Prosjektet har krevd at man har måttet ta avgjørelser under tidspress for å komme videre, og dette har vært både utfordrende og lærerikt. Dette er erfaringer som er nyttig å ha med seg inn i arbeidslivet.nb_NO
dc.languagenornb_NO
dc.publisherInstitutt for teknisk kybernetikknb_NO
dc.subjectntnudaim:7119no_NO
dc.subjectMITK teknisk kybernetikk (2 årig)no_NO
dc.titleAktiv og adaptiv fremdrifsmekanisme for rullatornb_NO
dc.title.alternativeActive and adaptive propulsion mechanism for a walkernb_NO
dc.typeMaster thesisnb_NO
dc.source.pagenumber68nb_NO
dc.contributor.departmentNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Fakultet for informasjonsteknologi, matematikk og elektroteknikk, Institutt for teknisk kybernetikknb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel