Умная каска электрика

О ПРИБОРЕ

Умная каска электрика предназначена для оптимизации работы электромонтеров «в поле». Умная каска следит за соблюдением техники безопасности, контролирует эффективность выполнения операций, освобождает руки монтера во время связи с оператором.

ЗАДАЧА

Разработать и произвести MVP прототип, на котором можно было бы решить ряд важных задач стартапа: отработать сценарии и функционал, использовать прототип на выставках.
Каска вообще и каска электромонтера — это изделие, подлежащее строгой сертификации. Важен, материал, вес, прохождение испытаний. Это долгий и ресурсоемкий процесс, который влияет на срок разработки, поэтому было решено разрабатывать систему, как навесное оборудование для уже существующей сертифицированной каски. Задача сводится к проектированию умного аксессуара, который устанавливается на каску.
Одним из важных пунктов было сохранить корпус каски и использовать для фиксации корпуса только имеющиеся на каске крепления. Нельзя делать никаких отверстий и необходимо использовать стандартный съемный щиток. В этих условиях нам нужно было разработать корпус навесного оборудования в котором были бы реализованы следующие функции:

• контроль положения каски: надета или снята
• передача координат сотрудника
• возможность аудиосвязи с бригадой через дуплексную связь
• передача телеметрических данных: видео с камеры, звук
• контроль использования защитного щитка
• кнопка SOS
• контроль падения сотрудника
• встроенный фонарик
• встроенная ИК- подсветка для камеры с автоматическим включением
• система индикации, видимая пользователю

РЕШЕНИЕ

На начальном этапе была только идея. Мы начали работу с написания сценариев работы устройства а затем определяли оптимальное местоположение элементов. На рабочих макетах мы выяснили, где лучше разместить кнопки управления, тангенту.
Была выбрана наиболее востребованная каска для работы. Мы изучили аналоги, но все решения, которые существовали на момент работы над проектом, предполагали уникальную каску и щиток. У нас такой возможности не было. Нам нужно было учесть особенности существующей конструкции каски и привязываться к ее особенностям. Это привело нас к более конкретным задачам внутри проекта: минимизировать габариты разрабатываемого корпуса, учесть кинематику щитка в процессе использования, что существенно ограничивало пространство для размещения кнопок и индикаторов, распределить вес по каске.

Было множество сложных компоновочных задач, которые затрагивали и вопросы подбора компонентов, и конструктивное решение.
Например, было важно, чтобы индикация работы была видна пользователю изнутри каски и самым простым решением было вывести ее под козырек. Но между козырьком и подвижным щитком, на геометрию которых мы не могли повлиять, оставалось около 5 мм, и в этот зазор нам нужно было вывести часть корпуса с индикацией.
Также под козырьком необходимо было расположить микрофон, динамики в районе ушей, и ряд датчиков, определяющих положение каски на голове.

По понятным причинам камеру и фонарик нужно было располагать в передней части, а объемную плату управления вместе с внутренним аккумулятором следовало разместить на затылке для более равномерной развесовки изделия. В итоге форму нашего корпуса определяли функциональные ограничения и размер внутренних компонентов.
Управляющие кнопки распределены по всему периметру, так чтобы их нельзя было перепутать между собой. Они отличаются размером, формой и местоположением и определяются пользователем тактильно.
Тангента расположена на боковой части под правую руку и имеет продолговатую форму. Кнопка расположена на выступе, чтобы большой палец мог обеспечить опору при нажатии.
Кнопка SOS расположена на затылке. Это единственная кнопка, расположенная в этой области и она не выступает над поверхностью корпуса, чтобы ее нельзя было нажать случайно. В то же время она имеет значительный размер, чтобы ее было легко определить на ощупь и нажать в перчатках.
Чтобы включить фонарик, нужно воспользоваться небольшой круглой кнопкой в передней части корпуса. Эта кнопка расположена максимально близко к самому фонарику и доступна при закрытом щитке.

Конструкция корпуса прорабатывалась под технологию литья в силикон. Это одна из подходящих технологий изготовления малотиражных изделий из пластика. Щиток нашей каски — стандартный, покупной. Кстати — это самая дорогая деталь в исходной каске, поскольку он выполняется из специальных материалов и проходит процесс строгой сертификации. Щиток в нашем изделии при закрытии взаимодействует с датчиком и каска «понимает», закрыт ли щиток во время использования.

Стиль и пластика обусловлены каской, на которую рассчитано использование. Навесное оборудование дополняет существующую форму. Мы учитывали, что каской могут пользоваться небрежно, поэтому избегали хрупких деталей и элементов, которые могут сломаться или оторваться. Корпус имеет монолитный и обтекаемый характер, чтобы визуально облегчить форму и облегчить манипуляции с щитком.

Специально для проекта в нашей лаборатории электроники были разработаны платы управления и собрано несколько рабочих прототипов для испытаний и показов на выставках.
Концепт был продемонстрирован на Международном Форуме Электрические Сети в 2019г

Команда:

Исследование: Алия Магалаева, Екатерина Григорьева
Дизайн: Екатерина Григорьева
Визуализация: Николай Резанцев
Конструкторская проработка: Алексей Цыганко
Подготовка производства: Дмитрий Модин
Год разработки: 2019