連桿式爬樓梯機(jī)構(gòu)的設(shè)計與研究.pdf

1、人口老齡化是越來越嚴(yán)重的問題，全國60歲及以上老年人口21242萬人，占總?cè)丝诘?5.5％，其中65歲及以上人口13755萬人，占總?cè)丝诘?0.1％。并且，第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查我國殘疾人總數(shù)為8502萬人，同時隨著城鎮(zhèn)建設(shè)速度的加快，樓房也成為了人們的首選居住地，但是對于行動不便的老年人和殘疾人來說，上下樓成為了他們的困擾，普通輪椅不能滿足他們的日常出行的需要，所以為了滿足上述人群的生活需求，提高他們的生活水平，減輕護(hù)理人員和家人的

2、工作強(qiáng)度，所以設(shè)計一款能夠爬樓梯的輪椅是非常必要的。
　　本文從機(jī)構(gòu)學(xué)的角度出發(fā)，結(jié)合動力學(xué)和數(shù)值分析等相關(guān)知識，在總結(jié)國內(nèi)外同類產(chǎn)品的相關(guān)技術(shù)資料和論文的基礎(chǔ)上，提出了基于連桿式的爬樓梯輪椅的理論模型，確定了雙曲柄五桿機(jī)構(gòu)。通過五桿機(jī)構(gòu)連桿點(diǎn)所形成的軌跡曲線完成爬樓梯動作，保證五桿機(jī)構(gòu)所形成的曲線可以順利的越過樓梯是整個設(shè)計中的重要部分，確定五桿機(jī)構(gòu)雙曲柄存在的條件，并且通過控制變量的方法，討論了傳動比、桿長、初始位置、相位差等

3、不同設(shè)計變量對軌跡曲線的影響，通過Matlab的優(yōu)化工具箱，建立目標(biāo)函數(shù)，同時依據(jù)曲柄存在條件、軌跡域的存在位置尋求約束條件，優(yōu)化得到滿足條件的五桿機(jī)構(gòu)的桿長和初始位置。應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)相關(guān)理論，在充分考慮老年人、殘疾人等生理和心理需求的基礎(chǔ)上，按照我國成年人身體各部分尺寸標(biāo)準(zhǔn)完成構(gòu)形設(shè)計，并且根據(jù)受力特點(diǎn)對爬樓梯五桿的主要零部件進(jìn)行設(shè)計，并在Creo2.0軟件建立三維模型。與此同時，建立爬樓梯五桿機(jī)構(gòu)的動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型，在Adams中對