爬楼梯轮椅

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  人口老龄化进程的加快以及残障人数的增长给经济和社会发展带来了巨大影响,各式各样助老、助残装置的研究因此也越来越多。作为世界人口大国的中国,对助行装置的需求更为迫切。但是现阶段普通助行装置一般只能在无障碍的平地上使用,不具备爬楼梯和越障等功能,国外具备爬楼梯功能的助行装置大多存在不足之处或者价格昂贵。为了提升对老年人和残障人士的关怀,更好地解决他们的出行问题,本文从功能需求和我国现阶段经济发展水平出发,设计并实现了一种平地和楼梯两用的新型爬楼梯轮椅。

新型爬楼梯轮椅的运动模式介绍

  对爬楼梯轮椅进行了总体设计,主要包括爬楼梯轮椅的需求分析、设计要求、主要参数指标以及机械结构和控制系统设计方案。

  运用SolidWorks软件完成了爬楼梯轮椅的三维结构设计,基于ANSYSWorkbench软件对爬楼梯轮椅关键零件进行了有限元分析,采用模块化设计思路建立了爬楼梯轮椅控制系统,对控制芯片、电机和传感器等进行了选型,编写了爬楼梯轮椅控制程序。

新型爬楼梯轮椅的运动模式介绍

  对爬楼梯轮椅的轮式运动模式、轮一履切换模式和履带运动模式进行了介绍,详细分析了爬楼梯轮椅的轮一履切换和上下楼梯过程,针对爬楼梯轮椅上下楼梯过程的重要阶段进行了力学建模,将MATLAB软件的仿真结果与试验得到的切换电动推杆推力以及上下楼梯过程中履带电机的输出力矩进行了对比分析,运用稳定度的概念定量描述了爬楼梯轮椅在爬楼梯过程中的稳定性。

  基于爬楼梯轮椅样机进行了平地运动、轮一履切换以及以上下楼梯等试验,验证了爬楼梯轮椅设计的可行性和实际使用效果。




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