Team Highlander Design Problem Current walker users have - PowerPoint PPT Presentation

Team ¡Highlander ¡

Design ¡Problem ¡  Current ¡walker ¡users ¡have ¡trouble ¡getting ¡out ¡of ¡chairs ¡ of ¡varying ¡size. ¡  The ¡importance ¡of ¡this ¡problem ¡is ¡to ¡come ¡up ¡with ¡a ¡ design ¡that ¡allows ¡the ¡user ¡to ¡help ¡themselves ¡up ¡and ¡ subsequently ¡assist ¡them ¡in ¡walking. ¡  The ¡motivation ¡of ¡this ¡project ¡is ¡to ¡give ¡people ¡with ¡ motor ¡disabilities ¡the ¡sense ¡of ¡independence ¡in ¡their ¡ mobility. ¡

Challenges ¡& ¡Opportuni6es ¡  Maintain ¡high ¡level ¡of ¡safety. ¡  Ergonomic, ¡mobile ¡and ¡compact ¡design. ¡  Eliminate ¡the ¡use ¡of ¡motors ¡for ¡functionality. ¡  Design ¡of ¡the ¡frame ¡to ¡accommodate ¡user ¡weight, ¡ stability ¡and ¡lift ¡functions. ¡  Opportunity ¡to ¡conquer ¡these ¡challenges ¡and ¡create ¡a ¡ unique ¡design ¡that ¡satisfies ¡the ¡user ¡to ¡the ¡fullest ¡ extent, ¡giving ¡them ¡a ¡sense ¡of ¡self ¡sufficiency. ¡

Design ¡Specifica6ons ¡  Capacity ¡– ¡support ¡up ¡to ¡ 300 ¡lbs ¡  Weight ¡– ¡approximately ¡ 10 ¡lbs ¡  Compact ¡– ¡ability ¡to ¡be ¡collapsed ¡and ¡stored ¡  Price ¡– ¡mid ¡range/affordable; ¡ ~$200  Material ¡– ¡aluminum; ¡light ¡weight; ¡available; ¡easily ¡ machined ¡  Reliability ¡– ¡ 95 % ¡reliable ¡  Safety ¡– ¡high ¡priority ¡  Dimensions ¡– ¡approximately ¡ 17x22x33 ¡in. ¡(DxWxH) ¡

Concept ¡Selec6on ¡ & ¡Jus6fica6on ¡

Second ¡Level ¡Evalua6on ¡Matrix ¡

Design ¡Concepts ¡

Concept ¡1 ¡(Break-­‑A-­‑Leg) ¡ Pros ¡ ¡ Cons ¡  Functional ¡grip ¡and ¡has ¡handbrakes ¡  Structural ¡stability ¡  Collapses ¡to ¡manageable ¡height ¡  Source ¡of ¡actuating ¡force ¡  Easy ¡to ¡use ¡

Concept ¡2 ¡(Metamorphosis) ¡ Pros ¡ ¡ Cons ¡  Button ¡actuated ¡  Lengthy ¡operation ¡  High ¡adaptability ¡  Too ¡many ¡mechanical ¡ parts ¡  Vertical ¡lift ¡assistance ¡

Concept ¡3 ¡(Show ¡Stopper) ¡ Pros ¡ ¡ Cons ¡  Provides ¡lift ¡support ¡  Requires ¡space ¡directly ¡ below ¡user ¡  Counterbalance ¡  Counterbalance ¡stability ¡  Retractable ¡

FRDPARRC ¡Chart ¡ Functional Requirements Design Parameters Analysis References Risk Counter-measures COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Handles will slide back in during use; Handles will not be Sliding handles Statics; Def Bods; FEA Motor controlled sliding; rigid enough to support weight; Retractable handles Statics; Def Bods; FEA COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Not robust; Weak joints; Adjust frame to support more stress on joints Make position of supports adjustible/use internal Retractable supports Statics; Def Bods; FEA COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Cannot be used in an area without space beneath; counterweights Lifting aid Cannot be used with a couch; Possible injury when Enveloping design Statics; Def Bods; FEA COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Make contraction of frame a slow process contracting the frame again; Use springs that won't cause bodily harm from too much Spring supported handles Statics; Def Bods; FEA; Machine Design COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Injury from misuse strength Lift design (motor powered) Statics; Def Bods; Dynamics; FEA COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; High complexity; High cost; Implement as modular a design as possible Collapsing design (motor powered) Statics; Def Bods; Dynamics; FEA COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; High complexity; High cost; Implement as modular a design as possible Standard frame COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; material wearing out Use a higher grade material Statics; Def Bods; FEA Support during use X-shaped frame COE 2001/3001 Textbook; Solidworks; Not easily stowed; Use a higher grade material Statics; Def Bods; FEA Electronics to control design partitions ME 3015 Textbook Short circuit; Reliable electronics Systems & Controls Safety Sensors ME 3015 Textbook Limited line of sight Place in area with good line of sight Systems & Controls Hand brakes for wheels Friction analysis Injury from misuse Easy to use handbrakes Meets/exceeds industry standards Industry regulations N/A Federal Government Injury from substandard construction Standards Training Removable tray Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook tray wearing out High grade material Accessories Hooks to hang things Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook hooks crack over time High grade material shifting fluid Fluid Mechanics Fluid Mechanic textbook fluid descreasing over time ability to replace fluid shifting weight by springs Machine Design Machine Design textbook Spring losening over time ability to replace springs Weight balance motorized weight distribution Static/Deformable bodies/dynamics COE 2001/3001/ Dynamics Textbook complexity Use few motors Horizontal pull Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook Counter weight issues Heavy frame Lifting technique Vertical pull Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook Counter weight issues Heavy frame Vertical push Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook Counter weight issues Heavy frame Horizontal collapse Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook Robustness Use a higher grade material Portability Vertical leg adjustment Static/Dynamics Statics/Dynamics textbook Robustness Use a higher grade material $500 Manufacturing/testing cost/FEA Material pricing few customers lower cost of material Within Budget ~$100 product price Manufacturing/testing cost/FEA Material pricing few customers lower cost of material Simple design Few parts CAD break down of parts use few parts Use of buttons Electronics Circuits Textbook over voltage check spec on voltage use Ease of use Lightweight ~7 lbs Material science Material science textbook heavy product hard to move use light weight material Aluminum Manufacturing and production analysis/FEA Manufacturing book low safety factor use a higher grade material Ease of Manufacturing Carbon Ceramins Manufacturing book Manufacturing and production analysis/FEA low safety factor use a higher grade material

Functional ¡Requirements ¡– ¡Lifting ¡Aid ¡ Functional Design Parameters Analysis References Risk Counter-measures Requirements Handles will slide back in during use; Handles will COE 2001/3001 Textbook; Sliding handles Statics; Def Bods; FEA Actuated sliding handles; not be rigid enough to Solidworks; support weight; COE 2001/3001 Textbook; Not robust; Weak joints; Adjust frame to support more Retractable handles Statics; Def Bods; FEA Solidworks; stress on joints Reliable mechanism designed COE 2001/3001 Textbook; Possible retraction during to prevent accidental support Retractable supports Statics; Def Bods; FEA Solidworks; use retraction. Make contraction of frame a Lifting aid Possible injury when COE 2001/3001 Textbook; slow process; Design with contracting the frame Enveloping design Statics; Def Bods; FEA Solidworks; smooth edges to avoid bodily again; harm; Use springs that won't cause Statics; Def Bods; FEA; COE 2001/3001 Textbook; Spring supported handles Injury from misuse bodily harm from too much Machine Design Solidworks; strength Reliable mechanism designed to prevent unwanted Statics; Def Bods; COE 2001/3001 Textbook; Unwanted actuation; Inury Lift design actuation; Slow actuation Dynamics; FEA Solidworks; during lifting operation; process; Statics; Def Bods; COE 2001/3001 Textbook; Collapse during use; Joint Good statics analysis; Collapsing design (Break-A-Leg) Dynamics; FEA Solidworks; failure; Injury from hinge; Testing;

Exis6ng ¡Products ¡

Product ¡1-­‑The ¡Original ¡Lift ¡Walker ¡ Similarities ¡  Lifts ¡user ¡from ¡a ¡sitting ¡ position ¡to ¡a ¡standing ¡ position ¡  Can ¡be ¡used ¡as ¡a ¡walker ¡ Differences ¡  Very ¡expensive ¡  Primary ¡use ¡is ¡for ¡hospitals ¡ and ¡patients ¡with ¡disabilities ¡ Description ¡ as ¡opposed ¡to ¡the ¡average ¡ daily ¡user ¡ A ¡walker ¡primarily ¡used ¡for ¡therapy ¡designed ¡  Straps ¡and ¡harnesses ¡are ¡ to ¡improve ¡a ¡user’s ¡“strength, ¡balance ¡and ¡ used ¡ coordination.” ¡ ¡It ¡utilizes ¡a ¡hydraulic ¡lifting ¡  Shape ¡ operation ¡that ¡adjusts ¡for ¡a ¡user’s ¡weight ¡and ¡ can ¡lift ¡a ¡user ¡from ¡a ¡sitting ¡position. ¡ ¡Straps ¡ and ¡harnesses ¡may ¡also ¡be ¡used ¡for ¡extra ¡ support ¡during ¡lifting ¡operation. ¡