Кинематический расчёт шагающего механизма (отработан грант УМНИК, заявка на грант СТАРТ-1)

институт (НИУ),
5 курс, институт «Робототехнические и интеллектуальные системы»,
специальность «Приводы системы управления летательными аппаратами»

Научный руководитель Лебедев Владимир Валентинович, доктор технических наук,
тел. 8-903-184-45-31, личный сайт cfmo.ucoz.ru , E-mail: Lebedev_v_2010@mail.ru

В природе нет колеса, его придумал человек, создав себе проблемы!

Работа начата в школе, теперь продолжается в МАИ, ведётся 6 лет

https://youtu.be/ehMjOSe83tg

Первые 30 секунд

Видеоролик

цель – НИОКР

Ход работы и цель

динозавров

Ссылка на рисунки: http://yandex.ru/images

2 млн. – 9000 лет назад

(225-65) млн. лет назад

Гипотезы.
1) Природная траектория стопы заложена в подкорковые двигательные центры ранней эволюции или в гены (МИКМУС-2015-2020).
2) Природную траекторию в виде безусловного рефлекса надо призвать на помощь при лечении больных на тренажёрах.

Цель работы: извлечь природную траекторию из глубины сознания, вылечить пациента

Очередной вопрос: «Почему так?»
Ответ даёт физика.

восстановления, лечения, адаптации пациентов с нарушениями движений ног.

Преобладание дорогих образцов с ценовыми показателями от 40.000 рублей до 1.200.000 рублей, сложной конструкцией и, главное, отсутствием природной траектории движения ноги пациента.

Техническое и экономическое направление работы выбрано правильно

Календарный план 1-го этапа НИР

1-го этапа НИР

Первая неудача!

Вторая неудача!

Школьный опыт создания четырёх моделей шагоходов и множества шагающих механизмов

Результат – подана заявка на патент на изобретение, готовлю ещё 6 заявок

формулу П.Л.Чебышева для расчёта числа степеней свободы механизма

Новая схема тренажёра -
параллелограмм
(автор А.А.Скворцова)

Патент на изобретение (устройство)

П.2 Календарного плана НИР выполнен

Самостоятельно и с научным руководителем-патентоведом проверила:
уровень развития техники;
новизну технического предложения.

подвижного шагающего рефлекторного тренажёра.

Механические испытания продолжаются непрерывно (8 переборок механизмов)

Каждое изменение требует провести новые испытания

Современное состояние НИР – изучение точек бифуркации, но это уже 2-й этап и 2-й год НИР

П.4 Календарного плана НИР выполнен

план 1-го этапа НИР

Снизить напряжение питания электроусилителя движения с 12 вольт до 6 вольт и даже меньше для нормальной скорости движения ног, комфорта и безопасности пациента

Перестаралась!
Пока не надо увеличивать длину шага более 20-30 см – это первые шаги ребёнка.
Не надо увеличивать скорость шага до обычной – это шагающий, а не бегающий тренажёр.
Ввести паузы между первыми шагами пациента.
Никаких процессоров, пациент сам управляет шагом.

П.5 Календарного плана НИР выполнен

механической части лабораторного образца – стенда подвижного шагающего рефлекторного тренажёра.

Исключить 12 пассивных рычагов и 16 пассивных шарниров, которые сначала были введены для перестраховки по надёжности

П.6 Календарного плана НИР выполнен

Надо переходить на пластмассу и подшипники, создавать товарный образец – это перспективная работа для следующего этапа «СТАРТ-1»

медицинской части лабораторного образца – стенда подвижного шагающего рефлекторного тренажёра.

1) Отказаться от двукратного увеличения размеров конструкции.
2) Выбрать базовую длину шага пациента 20-40 см, учитывая его первые шаги, а не 70-90 см, как планировалось ранее, то есть на 55-71% меньше.
3) Уменьшить массу конечного продукта в 1,9-3,2 раза.

П.7 Календарного плана НИР выполнен

Заинтересованность НИИ АиКМ (?)

рынка проверена:
при обучении в преакселераторе ФРИИ;
во время участия в конкурсе «Рыбаков Фонд» «Преактум-2017»
при обучении в преакселераторе YellowRockets (Самара)

В России приблизительно 1 млн. людей нуждается в предлагаемой разработке. Если даже 1% из них приобретёт новый рефлекторный шагающий тренажёр по цене 10000 руб./ед., то выручка денежных средств составит 100 млн. руб. Первичная оценка распределения выручки: 35 млн. руб. – налоги, 35 млн. руб. – себестоимость, 30 млн. руб. – чистая прибыль. Первичная оценка распределения чистой прибыли: 10 млн. руб. – совершенствование тренажёра, новые разработки и модели, 10 млн. руб. – расширение производства, 10 млн. руб. – поощрение производителей и разработчиков. Первичный объём рынка – 10000 ед., период насыщения – 10 лет, окупаемость вложений 5-6 лет.

180 млн. руб.

Оценка объёма внутреннего рынка России по специальным школам

Все специальные (коррекционные) школы нуждаются в тренажёре:
слабовидящие и слепые не видят правильный шаг;
слабослышащие и глухие не слышат о правильном шаге;
школы VI вида – основной покупатель тренажёра;
все дети с ОВЗ нуждаются в коррекции шага.

Это только по специальным школам без учёта взрослых пациентов

Пример расчёта одного частного показателя

от 8 декабря 2016 года имеется, копия договора представлена в Фонд содействия при заключении договора.
Фонд оплатил командировки в Нижний Новгород для участия в 3-м Всероссийском молодёжном научном форуме «Наука будущего – наука молодых 2017» и в Санкт-Петербург для участия в 10-м Всероссийском научном форуме студентов, аспирантов и молодых учёных «Наука и инновации в технических университетах» в Санкт-Петербургском Политехническом университете Петра Великого.
Фонд оказывает поддержку в предоставлении места, мастерской, приобретении материалов и научно-методического сопровождения работы по гранту.
Взаимовыгодное сотрудничество основано на давних связях с Фондом и начале научного руководства ученицей начальной школы с моей стороны.

Заинтересованные организации
Надёжная и проверенная

Реальный объём помощи 240 тыс. руб., готовность софинансирования 140 тыс. руб.

6 заявок на изобретения и (или) полезные модели:
способ,
устройство,
новое применение известных способов и устройств

Изучаю предложение о продаже интеллектуальной собственности (возмездная переуступка части прав)

Моя помощница Жака!

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Механизм шагающей машины, содержащий механизм формирования траектории шага стопы-опоры в верхней части механизма, отличающийся тем, что, с целью смещения траектории шага стопы-опоры из верхней части механизма в нижнюю часть механизма, в него введён двойной шарнирный параллелограмм,…

Санкт-Петербургский Политех, 10 класс, первая программа

Март 2020 года, 4 курс МАИ (НИУ)

Скорость (Vx, Vy, V)

Ускорение (at, an, a)

Следствие: микроудары, макроудары, дискомфорт, нужны компенсирующие муфты – это цель НИОКР для программы СТАРТ-1

Удары

Микроудары

Макроудары

Геометрия

Геометрия