Sillas de ruedas

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Control e Interfaces en Sillas de Ruedas Eléctricas.

Antón Civit. ES Ingeniería Informática. Universidad de Sevilla

Introdución.

Las sillas de Ruedas eléctricas representan la única alternativa de movilidad para muchas personas con discapacidad. Aunque no llega a un 10% de los usuarios totales de sillas en estos casos son absolutamente imprescindibles para la autonomía personal.Mientras otros vehículos han presentado notables avances tecnológicos en los últimos años las sillas de ruedas eléctricas han evolucionado muy poco durante un largo periodo de tiempo. Si bien han sido objeto de un gran número de publicaciones científicas (200 artículos con “wheelchair” en el titulo en revistas y congresos de IEEE e IET en los últimos 5 años) la mayoría se centran en aplicar directamenteresultados de robótica móvil con escasa atención a las necesidades reales del usuario.
En la actualidad desde el punto de vista del control las sillas presentan posibilidades claras de mejora en los siguientes aspectos:
1. Estructura
2. Control por velocidad
3. Control de Trayectoria
4. Control de Suspensión.
5. Subida de Escaleras.
6. Navegación Asistida.
Desde el puntode vista de la interfaz hay que señalar tres aspectos clave:
1. Nuevas Interfaces Físicas
2. Problemática del control compartido.
3. Entornos virtuales de aprendizaje.
4. Interfaz cognitiva.
Esta claro que los últimos años están marcando una clara evolución en las sillas [pic]

Ilustración 1

comerciales de gama alta. La aparición de la ibot4000 y, en menor grado de lasquickie groove y las topchair ha representado un salto cualitativo en la tecnología útil disponible en las sillas comerciales. En lo siguiente haremos un breve repaso a cada uno de los problemas y sus posibles alternativas.

Estructura

La estructura habitual del controlador de una silla de ruedas se muestra en la Ilustración 1. Como puede verse en la actualidad las sillas se basan en una estructurade control distribuida en la que los diferentes elementos se interconectan mediante un bus común. Esto permite, en principio, interconectar elementos provenientes de diversos proveedores y así adaptar mejor la silla a las necesidades del usuario final.
En la realidad los buses, aunque basados casí todos en CAN, mantiene especificaciones suficientemente diferentes para imposibilitar lainterconexión de dispositivos no diseñados específicamente para ellos. Los intentos de estandarización formal (M3S) han fracasado y la estandarización de hecho (DX) no ha conseguido suficiente dominio del mercado. No hay duda de que esto lleva a una fragmentación del mercado y sólo favorece, si acaso, a los principales fabricantes.

Control por velocidad.

En muchos casos podría ser deseable disponer deun control de velocidad que permitiera al usuario establecer como consigna la velocidad de la silla en lugar de la potencia. Esto resulta especialmente útil a la hora de subir o bajar rampas. En las sillas convencionales la unidad de control solo dispone de una estimación imprecisa de la velocidad de la silla. En los modelos actuales de gama alta esto es perfectamente realizable.
Es evidente(aunque la bibliografía suele ignorarlo) que el modo de control de velocidad es totalmente inútil en el caso de maniobras pues, por ejemplo, si la silla choca con un obstáculo lo que haría este modo sería aumentar la potencia de los motores para intentar mantener la velocidad.
Existen varias soluciones:
• Múltiples modos con selección por el usuario.
• Múltiples modos con selecciónautomática.
• Modo mixto con control por velocidad para marcha rápida y control por potencia para maniobras.
Algunas sillas comerciales parecen optar por esta tercera solución aunque esto no está excesivamente documentado.
[pic]
Ilustración 2

La Ilustración 2 muestra la estructura de un controlador de silla con control de velocidad.

Control de Trayectoria.

En los automóviles el control...
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