حارس المشي: 7 خطوات

2025 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2025-01-13 06:56

عرض المشكلة

في دراسة أجريت على 87 شخصًا عاديًا وكبار السن ، أظهر قياس أنماط المشي والحالة المزاجية دليلًا مترابطًا على أن المشية يمكن أن توفر مؤشرًا لمستوى الاكتئاب لدى السكان السريريين [1]. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن تحسين نمط المشي يقلل من مخاطر الألم والإصابات ، ويستخدم آليات امتصاص الصدمات الطبيعية في الجسم ، ويوزع عبء العمل على الطاقة من المشي والجري بمرور الوقت. يهدف مشروعنا إلى تعزيز طريقة مشية مناسبة لتحسين رفاهية أولئك الذين يستخدمونها.

[1] سلومان ، إل ، وآخرون. "المزاج والمرض الاكتئابي وأنماط المشي." تقارير علم الأعصاب وعلوم الأعصاب الحالية. ، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب ، أبريل 1987 ، www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/3567834.

نظرة عامة على كيفية عملها

يقيّم جهازنا مشية المستخدم ويحدد ما إذا كان يسير بأفضل طريقة ، بناءً على توزيع ضغط قدمه. لقد حققنا ذلك من خلال صفائح موصلة حساسة للضغط في مجموعة من وسادات الأرضية المحمولة. قمنا بتقييم مشيتهم بناءً على متوسط مقدار الضغط الواقع على كعبهم أو كرة قدمهم. يؤدي هذا إلى تشغيل خيط من مصابيح RGB LED لتضيء وفقًا لنتائج تقييم المشي.

عند تهيئة الوسادات ، تتيح الجولة الأولى من مصابيح LED البيضاء للمستخدم قلب الوسادة على الأرض ووضعها في الموضع المطلوب. عندما تضيء الجولة الثانية من مصابيح LED الزرقاء ، يجب على المستخدم أن يخطو على الوسادات. يسجل هذا الحد الأقصى والحد الأدنى من الضغوط المطبقة على الجزء الأمامي والخلفي من القدم. باستخدام هذه الأرقام ، استخدمناها لتطبيع القراءات المستقبلية للميلوستات. بالإضافة إلى ذلك ، نحسب حدًا متغيرًا يكتشف متى يجب أن تبدأ اللوحة في قراءة القيم ، بناءً على ما إذا كان شخص ما يمشي على اللوحة.

صورة

يتم عرض التكرار النهائي للمشروع في الصور أعلاه.

الخطوة 1: المواد

قائمة المواد (للوسادة الواحدة)

1 Lilypad Arduino (https://amzn.to/2Pjf5dO)

¼ من ورقة Velostat (https://amzn.to/2Pkfrke)

¼ لشريط NeoPixel RGB (https://amzn.to/2E1dGGG)

14 × 16 بوصة بوصة من الخشب الرقائقي (https://amzn.to/2QJyPf8)

1 بطارية ليثيوم أيون 1.3 فولت (https://bit.ly/2AVIcP7)

سلك (https://amzn.to/2G4PzcV)

شريط نحاسي (https://amzn.to/2SAIBOf)

رقائق الألومنيوم (https://amzn.to/2RFKs47)

غراء الخشب (https://amzn.to/2Qhw7yb)

الخطوة الثانية: القطع بالليزر

قطعنا بالليزر قطعتين من الخشب الرقائقي 1/2 بوصة لكل وسادة قدم. يحتوي الجزء السفلي على الأسلاك والإلكترونيات ، بينما يتميز الإطار العلوي بوسادات الضغط ويحمي الأجزاء أدناه. إجمالي 8 قطع ستصنع 4 منصات أقدام عند التوصيل سويا.

ملف Illustrator هو الأبعاد النهائية للوحة القدم. يتم ضبط الخطوط الحمراء على CUT ، وسيتم نقش الأسود. اعتمادًا على آلة القطع بالليزر ، ستكون هناك حاجة إلى مجموعات مختلفة من الطاقة / السرعة للحصول على نقش عميق بما يكفي لجعل Arduino Lilypad يستقر أسفل وسادة القدم. كمرجع ، استخدمنا 50 سرعة ، 40 قوة ، وقمنا بـ 3 تمريرات.

الخطوة 3: الأسلاك

استخدمنا LilyPad Arduino AT ، والذي يأتي مع ما مجموعه 11 دبوس موصل.

فيما يلي تفاصيل توصيل أسلاك Gait Keeper كما هو موضح في مخطط Fritzing وصور النموذج الأولي أعلاه:

• فيلوستات أمامي موجب> A5
• رجوع Velostat موجب> A4
• أرضيات Velostat> دبوس GND
• إشارة LED> A3
• GND LED> دبوس GND
• LED إيجابي> دبوس إيجابي

الخطوة 4: الكود

يوجد أدناه رابط إلى الكود الخاص بنا ، ومرفق صورة للرمز الزائف والأسلوب الخاص بنا:

الخطوة 5: التجميع

بالنسبة لعملية التجميع النهائية ، قمنا أولاً بتقطيع شريط NeoPixel RGB إلى قطع طويلة بما يكفي للالتفاف حول محيط الوسادة وقطع السلك ليناسب المسارات التي نقشناها في الوسادات. ثم قمنا بعد ذلك بلحام الأسلاك بالدبابيس المناسبة على كل من Lilypads ، كما هو موضح في الصورة الأولى أعلاه ، وقمنا بتحميل الكود الخاص بنا على اللوحات. بعد ذلك ، قمنا بربط شرائح من رقائق الألومنيوم عبر الفتحات التي تم قطعها بالليزر وتسجيلها في مكانها ، كما هو معروض في الصورتين الثانية والثالثة. بعد ذلك ، استخدمنا مسارات الأسلاك لربطها بورق الألمنيوم باستخدام شريط نحاسي ولحام الأسلاك المتصلة بـ Lilypads بنقاط الاتصال المقابلة (دبوس A5 إلى اللوحة الأمامية من خلال الجزء العلوي من مسارات الأسلاك المقطوعة بالليزر ، ودبوس A4 في أسفل ، والأرض من خلال الوسط - كما هو موضح في الصورة الرابعة).

كما هو معروض في الصورة الخامسة ، قمنا بتأمين شرائط من Velostat تم قطعها بنفس حجم شرائح رقائق الألومنيوم ، وقمنا بربطها في مكانها للتأكد من أنها تلامس بشكل موحد مع المادة الموصلة. بالنسبة للطبقة العليا من المواد الموصلة ، استخدمنا شريطًا نحاسيًا لقوة تحمله ، مما خلق نمطًا حلزونيًا لتغطية كامل سطح قطعة الخشب المستطيلة التي تظهر في الصورة السادسة أعلاه ، مع تثبيت كل شيء في مكانه. استخدمنا أيضًا الشريط النحاسي لإنشاء اتصال بين هذه الطبقات المتصاعدة المترابطة عبر فتحات القطع بالليزر للوصول إلى الأسلاك الأرضية الملحومة.

أخيرًا ، قمنا بتجميع جميع المواد وربطنا قطع الإطارات الخشبية بالكامل ، وقمنا بتوصيل البطاريات المشحونة ، ولصقنا Lilypad في الوحدة السكنية المخصصة لها. بمجرد وضع كل شيء في مكانه ، استخدمنا غراء الخشب لإلصاق الإطار الخشبي معًا ثم إرفاق شرائط RGB المقطوعة بالحافة الخارجية وترك الغراء ليجف طوال الليل.

الخطوة 6: فيديو توضيحي للتفاعل

فيما يلي مقطع فيديو لأحد أعضاء مجموعتنا وهو يمشي على الفوط ويتم إعطاؤه ملاحظات LED.