«ЭЛЕТРАН» ПРИХОДИТ НА ПОМОЩЬ | МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР

Все инвалидные кресла отечественного производства имеют примитивный ручной привод.

К выпуску электрифицированных колясок по лицензии известной западногерманской фирмы «Майра» готовится Ставровский завод автотракторного оборудования. Но… масса ее составляет 120 кг, а стоимость — почти как у «Запорожца». Коляска эта лишена возможности складываться, а двигаться на ней в случае отказа электропривода за счет собственных мускулов невозможно.

Все это заставило нас взяться за создание автономного электропривода для стандартного инвалидного кресла. В процессе разработки он приобрел вид небольшого и достаточно легкого блока-приставки, получившего название «Элетран». Такое решение позволяет прежде всего переоборудовать серийно выпускаемые инвалидные кресла в электрифицированные без большой конструктивной доработки, облегчает их транспортировку, переноску и хранение, не увеличивает габаритов, сохраняет возможность использования ручного привода.

Наш автономный блок к тому же можно использовать и для электропривода легких транспортных средств.

Габаритные размеры электропривода: длина — 403 мм, ширина — 290 мм, высота — 440 мм; его масса — 32 кг; мощность электродвигателей — 220 Вт; емкость аккумулятора — 55 А. ч., напряжение питания электродвигателей — 12 В. Максимальная скорость кресла с «Элетраном» составляет 7 км/ч. Время непрерывного движения до подзарядки аккумулятора в зависимости от нагрузки — 3…5 часов.

Схематическое изображение инвалидного кресла с блоком электропривода «Элетран» показано на наших рисунках. Блок-приставка располагается под сиденьем, между задними колесами; к раме коляски он крепится шарнирно, при помощи рычага. Соединительный узел состоит из зафиксированных на раме кресла двух кронштейнов, на которых винтами-барашками закреплена ось, свободно вращающаяся во втулке рычага. Крепежный болт предотвращает перемещение втулки вдоль оси. Отсоединить блок-приставку инвалид может самостоятельно, не поднимаясь с кресла. Для этого нужно лишь отвинтить винты-барашки и разъединить электрический разъем.

Общий вид инвалидного кресла с автономным электроприводом:

1 — инвалидное кресло, 2 — автономный моторный блок-приставка «Элетран», 3 — кронштейн крепления оси, 4 — ось, 5 — рычаг, 6 — гайка, 7 — винт-фиксатор, 8 — втулка.

Автономный блок электропривода:

1 — рама, 2 — аккумулятор, 3 — редуктор, 4 — электродвигатели, 5 — цепь, 6 — колесо, 7 — кожух, 8 — электронный регулятор, 9 — пульт управления, 10 — разъем, 11 — рулевой рычаг, 12 — шпильки.

Благодаря шарнирной подвеске и симметричному распределению нагрузки относительно оси ведущего колеса блок не нагружает раму кресла и существенно не изменяет его технических характеристик. Ведущее колесо, загруженное весом блока, может развивать тяговое усилие, достаточное для того, чтобы при массе пассажира около 80 кг преодолевать подъемы крутизной около 20°. Нужно оговориться, что наше инвалидное кресло позволяет уверенно передвигаться только по дорогам с усовершенствованным асфальтовым или бетонным покрытием. Это связано с небольшим диаметром передних колес (220 мм); такое же колесо использовано в блоке электропривода.

Схема установки электродвигателей:

1 — вал (сталь 45), 2 — полумуфты (Д16Т), 3 — правая полумуфта (Д16Т), 4 — левая полумуфта (Д16Т), 5 — упругий элемент (резина), 6, 8 — правый и левый двигатели, 7 — ведомая шестерня.

Устройство блока «Элетран» показано на наших чертежах. Конструктивно он представляет собой жесткую сварную раму, на которой установлены аккумулятор, редуктор и двигатели. Редуктор через цепную передачу соединяется со ступицей колеса; сам же блок закрыт кожухом. Управление двигателями осуществляется при помощи регулятора.

Для изготовления блока использовалось оборудование, серийно выпускаемое промышленностью: автомобильный стартерный аккумулятор типа 6СТ55, два электродвигателя постоянного тока МЭ272 (служит в последних моделях «Москвичей» и «Жигулей» для привода вентилятора системы охлаждения) мощностью по 110 Вт каждый и двухскоростная коробка передач двигателя типа В-50 (от мопеда).

Картер стандартного двигателя В-50 обрезается таким образом, чтобы удалить из него механизм кик-стартера. Место это закрывается крышкой. Коленчатый вал также удаляется. Вместо него устанавливается вал с муфтами и оба его конца соединяются с электродвигателями.

Доработка картера двигателя В-50:

1 — плоскость обрезки картера, 2 — ось крепежного отверстия, 3 — картер двигателя В-50, 4 — ось коленвала, 5 — ось ведущей звездочки, 6 — ось стоек крепления двигателей, 7 — рычаг переключения передач, 8 — фланцы.

Чтобы закрепить двигатели, необходимо подготовить место для шпилек. Для этого на картере справа и слева (по месту) расположены пластины из сплава Д16Т толщиной 3—4 мм. Длину шпилек подбирают таким образом, чтобы обе половины муфты имели небольшой осевой люфт.

Переделка механизма переключения передач заключается в следующем. К стандартному механизму переключения шарнирно подсоединяют рычаг с рукояткой. Скорости — первая, нейтральная и вторая — переключаются путем поворота рукоятки. В удобном месте к раме приваривается пластина с тремя пазами, в которых фиксируется рычаг на заданной передаче. Можно, конечно, использовать и тросовый механизм переключения передач.

Редуктор целесообразно закрепить на раме не жестко, а через резиновые прокладки-амортизаторы. Очень важно тщательно отрегулировать соосность обоих двигателей, а все шестерни и подшипники смазать консистентной смазкой. При этом блок будет работать с минимальным шумом.

В цепной передаче использована штатная ведущая звездочка мопеда (Z=15) и ведомая звездочка от велосипеда «Орленок» (Z=41). При таком передаточном отношении звездочек электрифицированное инвалидное кресло может развивать на второй передаче скорость до 7 км/ч, а на первой — до 3,5 км/ч. Натяжение мопедной цепи необходимо тщательно отрегулировать.

Рулевое управление выполнено в виде рычага, который по желанию может быть соединен либо с правым, либо с левым передним самоустанавливающимся колесом инвалидного кресла. Для этого необходимо снять цапфы с подшипников переднего колеса и отвернуть гайки с его оси. На место гаек заворачивается резьбовой конец рулевого рычага, а пластина, обозначенная на рисунке буквой «Г», совмещается с пером вилки, после чего через них просверливается отверстие под болт М6.

Рулевое управление «Элетрана»:

1 — рулевой рычаг, 2 — втулка, 3 — труба, 4 — рукоятка, 5 — шайба.

Схема регулятора управления двигателями.

Электрическая схема пульта управления.

На рисунках показаны также электрические схемы регулятора и пульта управления. Транзисторы КТ 818 и 7КТ152-63-3 необходимо разместить на радиаторах. Контакты реле Р должны быть рассчитаны на коммутацию тока до 10А. Переменными резисторами сопротивлением 2,2 кОм устройство регулируют так, чтобы сузить до желаемого предела угол поворота резистора, находящегося в ручке управления. После того как выходной транзистор регулятора будет полностью открыт, дальнейший поворот ручки будет приводить к срабатыванию реле, обеспечивая прямое подключение электродвигателей к аккумулятору.

Назначение тумблера «S1» на пульте — реверсирование двигателей для обеспечения заднего хода. Тумблер «S2» включает блок регулятора. Розетка «S3» дает возможность подключения зарядного устройства, а также внешних потребителей тока напряжением 12В: радиоприемника, электрогрелки автомобильного типа, подогревателя воды и пищи и т. п.

Приведенное нами описание блока электропривода рассчитано на самодельщиков, уже имеющих опыт самостоятельной работы и определенные любительские навыки. Очевидно, что в нашей конструкции можно многое улучшить и тем более использовать некоторые другие узлы и детали.

Универсальность «Элетрана» заключается в том, что его можно также использовать для привода велосипедов и веломобилей, детских электромобилей, тележек внутризаводского транспорта, тележек, используемых в больницах и торговых залах, грузоподъемностью 100…150 кг. Разумеется, в зависимости от необходимой скорости транспортного средства придется подбирать соответствующее значение передаточного числа цепного привода, а в некоторых случаях устанавливать на блоке ведущее колесо большего диаметра: например, «дутик» диаметром 340 мм от детского велосипеда. Следует, наверное, упомянуть и о наших экспериментах по дополнительному оборудованию инвалидного кресла и веломобиля солнечными панелями. Отметим, что при этом существенно увеличивалась автономность «Элетрана», а веломобиль превращался в настоящий солнцемобиль.