曲柄星轮式爬楼梯轮椅的研究

论文摘要

随着老龄化社会的到来和残疾人数量的增加,轮椅在老年人及残疾人的生活中发挥的作用越来越重要,生活中处处可见的楼梯限制了普通轮椅的使用,本研究的目的是设计出价格经济合理、性能安全可靠的在平地行走时作为普通电动轮椅使用、而在上下楼梯时在他人简单辅助的情况下实现电动爬楼梯的功能。通过对国内外各种爬楼梯轮椅的研究,在总结各种爬升机构优缺点的基础上,根据国内实际情况,提出了一种由他人辅助,使用曲柄星轮机构作为爬升装置的电动爬楼梯轮椅机构。在平地上行走时,由轮毂电机驱动作为普通的电动轮椅使用,通过电动轮椅控制器控制两个轮毂电机实现差速运动进而实现小转弯半径转弯。爬楼梯时,处于后面的支撑万向轮在电动推杆的作用下收起,爬升电机通过谐波减速器将动力传递到曲柄星轮,两个星轮交替运动,从而实现上下楼梯。曲柄星轮爬升机构具有爬升轨迹接近直线,乘坐者没有上下颠簸的感觉,同时具有适应楼梯尺寸范围广的特点。爬楼梯轮椅是一种新型移动辅助设备,该轮椅能够提高残疾人和老年人的活动能力,而且它能够适应不同的路面情况,能够翻越台阶和楼梯障碍等。作为新型的代步工具,该轮椅不但可以应用到医院、社区、养老院和家庭等环境,而且能够在旅游景点、街道、银行和商场等公共场所使用,具有广阔的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的来源及研究意义
• 1.2 爬楼梯轮椅国内外现状
• 1.3 本课题研究的目的及内容
• 第二章 爬楼梯轮椅总体方案设计
• 2.1 各种爬楼梯装置功能的比较
• 2.2 爬升机构方案设计
• 2.3 驱动系统设计
• 2.4 控制系统设计
• 2.5 本章小结
• 第三章 爬升机构的设计与仿真分析
• 3.1 爬升机构的工作原理概述
• 3.2 轮椅的受力分析
• 3.3 爬升机构工作原理
• 3.4 爬升机构稳定性分析
• 3.5 爬升机构运动学仿真分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 传动设计
• 4.1 平地行走电动轮椅设计
• 4.2 爬升机构传动设计
• 4.3 电池的选择
• 4.4 本章小结
• 第五章 整机结构设计及关键零件结构分析与优化
• 5.1 尺寸小型化及结构紧凑化设计
• 5.2 整体结构设计
• 5.3 关键零部件的结构分析与优化
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间研究成果