爬樓輪椅的總體設(shè)計及關(guān)鍵問題研究.pdf

1、輪椅是肢體殘疾人和老年人的重要代步工具。在發(fā)展中國家，很多老式的居民樓里沒有電梯，肢體殘疾人士和老年人上下樓不方便。國外發(fā)達(dá)國家研制的爬樓輪椅大多價格昂貴，且操作復(fù)雜，發(fā)展中國家普通用戶難以承擔(dān)。國內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品與國外產(chǎn)品的差距較大，尤其是在輪椅爬樓穩(wěn)定性和安全性方面做得還不夠好。本課題在借鑒國內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)之上，提出了一種新型爬樓輪椅的方案，以期更好地解決輪椅爬樓的穩(wěn)定性和安全性問題。本文對爬樓輪椅的總體方案及關(guān)鍵問題進(jìn)行了研究，研

2、究內(nèi)容及結(jié)果包括：
　　1）進(jìn)行了爬樓輪椅的總體設(shè)計。采用綜合評分法對現(xiàn)有爬樓機(jī)構(gòu)的工作原理及各種不同機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點進(jìn)行分析，確定了以三輪系輪式機(jī)構(gòu)作為爬樓機(jī)構(gòu)；分析了輪椅爬樓梯和翻轉(zhuǎn)樓梯的過程及原理，對動力系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計；完成了傳動部分的設(shè)計計算；按照樓梯的國家標(biāo)準(zhǔn)，對執(zhí)行系統(tǒng)的車輪和輪架，進(jìn)行了分析和參數(shù)的設(shè)計；對輪椅的骨架進(jìn)行了外形參數(shù)的設(shè)計。
　　2）對爬樓輪椅平地行駛和爬樓兩種模式進(jìn)行了運動學(xué)和越障力學(xué)分析，為方案的

3、總體設(shè)計提供了理論依據(jù)。
　　3）使用CATIA軟件對爬樓輪椅的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，并進(jìn)行了虛擬裝配；對輪椅骨架進(jìn)行了有限元分析，驗證了骨架結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性；使用CATIA中的DMU仿真模塊對爬樓過程進(jìn)行了模擬，仿真結(jié)果驗證了設(shè)計方案的可行性。
　　本文采取同心軸的方式兼顧了平地行駛和爬樓兩種不同的運動模式，克服了被動式爬樓方案的弊端，研究具有創(chuàng)新性；在研究過程中，使用虛擬設(shè)計與有限元分析等現(xiàn)代設(shè)計方法，將機(jī)械設(shè)計與計算機(jī)技術(shù)緊