Electric wheelchair simulator using Stewart platform and virtual reality

V tem magistrskem delu je predstavljena zasnova, implementacija in eksperimentalna evalvacija simulatorja elektromotornega invalidskega vozička, ki združuje dinamično modeliranje, realnočasovno vodenje in tridimenzionalno virtualno okolje. Simulator povezuje fizikalno utemeljen model vzmetenja s sistemom gibanja Stewartove poščadi, kar omogoča realistično poustvarjanje odzivov el. vozička na vsakodnevne ovire, kot so klančine, stopnice in neravne površine. Realnočasovno izvajanje je zagotovljeno z uporabo okolja Beckhoff TwinCAT 3, pri čemer vodenje in izmenjavo parametrov omogoča komunikacija po protokolu TwinCAT ADS. Virtualni prostor, razvit v okolju Unity, zagotavlja poglobljeno in prilagodljivo okolje za generiranje ponovljivih profilov terena in morebitnih interakcijskih scenarijev. Model vzmetenja vozička, prirejen po modelu avtomobilskega vzmetenja (četrtinski, polovični, celotni model), je bil ustvarjen in večstopenjsko analiziran v okolju Simulink. Preizkus simulatorja je bil izveden s tremi testnimi osebami, ki so simulator upravljale pod enakimi pogoji. Za oceno realističnosti in uporabniško pogojenega obnašanja sistema so bili analizirani kazalniki delovanja, kot so lateralni odmik od idealne poti, navpični odziv vzmetene mase ter uporabniška izkušnja testiranih oseb. Rezultati prikazujejo dinamične odzive, razlike v načinu in stabilnosti vožnje med udeleženci, kjer smo se osredotočili na delovanje simulatorja. Končna zasnova simulatorja predstavlja ugoden sistem za preučevanje dinamike invalidskih vozičkov, interakcije med uporabnikom in sistemom ter razvoj strategij vodenja, obenem pa ponuja potencial za prihodnje aplikacije na področju usposabljanja uporabnikov in rehabilitacijskih raziskav.