3E第三組

隊員:

  • 周俊希 (風采中學(教育評議會主辦))
  • 劉芷曈 (風采中學(教育評議會主辦))
  • 楊雪晴 (風采中學(教育評議會主辦))
  • 余錦輝 (風采中學(教育評議會主辦))

我們會設計機械手,並安裝在輪椅旁邊,而對比現成的輸椅,此項設計可以有效幫助輪椅人士出門在外,在開關門、拿東西等方面都能夠變得更方便快捷,從而減低他們在日常生活中的不便,讓他們能和正常人無異地生活。我們以繩傳動機械臂的結構設計,完成輪椅機械手結構的搭建。通過對套索式柔性繩傳動方式的研究,設計了機械臂的關節結構和對應的驅動機構,這使得機械臂關節的驅動電機可以在臂體之外利用繩傳動的原理實現驅動動力的傳遞,從而大大減輕了機械臂的自身重量,增加操作的靈活性。
其次,根據輪椅機械手系統的結構形式進行運動學建模分析。考慮到輪椅機械手系統在結構上的運動特性,又基於旋量理論對輪椅機械手系統建立統一的運動學模型,並完成輪椅機械手的正逆運動學的建模和求解;同時針對機械臂的結構進行運動學的仿真和工作空間的分析,為輪椅機械手的運動控制奠定基礎。
再者,針對輪椅機械手系統的目標任務,研究並設計輪椅機械手對應的運動控制系統,主要由上位機、控制器、驅動器等硬件以及開發的控製程序等軟件組成。輪椅機械手系統通過將人體生物視覺與機器視覺進行結合,完成對空間目標物體的發現識別與定位,進而實現對輪椅機械手進行目標操作任務的運動控制。基於程序開發環境 Qt Creator 和 LabVIEW 研究設計輪椅機械手的控制系統,可以同時制定控制結構層級之間的通信協議,實現控制數據的通訊傳輸,從而完成對輪椅機械手系統的整體運動控制。

受影響社群的痛點: 

因為坐輪椅,手部的動作受限制,需旁人協助方能開門。有時候門與門之間沒有適當空間予輪椅通過。好多地舖會有較高的門檻,只可過門而不入。
其次,在交通方面必須等待低地台巴士,而且每班車只有一個輪椅位,難免會出現候車耐的情況。
第二,有些傷殘廁所的設計差很難使用,例如有門檻、欠扶手、洗手盆等的情況,要在同性朋友的照顧下使用,緊急召援鐘位置太遠,使用者無法按鐘。

方案想要解決的問題: 

我們的焦點問題是輪椅人士在街外去的殘障人士的洗手間十分不方便。而這個問題的重要性在於輪椅人士去洗手間的時候必須用手去拉開門,但有一些輪椅人士他們的手不太方便,就會很難去開門,還要撐著門直到他們進去了洗手間之後再鎖上門。我們希望可以透過設計新的產品去幫助他們。

簡介點子方案的創新元素及如何協助解決上述問題: 

我們設計了機械手,並安裝在輪椅兩邊。通過對套索式柔性繩傳動方式的研究,設計了機械臂的關節結構和對應的驅動機構,從而大大減輕了機械臂的自身重量,增加了操作的靈活性。
而我們的設計會是,使用者可以用按鈕,遙控杆或者聲控功能去控制。使用者可以三選一。
在聲控功能方面,為了減低錯誤機率,我們聲控功能可以連接使用者的個人聲音,即聲控功能系統可以自動辨別使用者的聲音,在開始用聲控功能之前,可以先將使用者的聲音錄低,之後系統會進行聲波分析,可以增加系統對聲音的辨識度,令聲控功能進行得更加順暢。

團隊能力: 

資料候補

現有及閒置資源: 

資料候補