爬楼梯轮椅Aln-A1
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根据本课题设计的爬楼梯轮椅的结构特点和功能设计，爬楼梯轮椅的稳定性分析主要分为四个过程：脱离地面之前、脱离地面过程、沿楼梯斜面向上运动和由楼梯斜面向顶部平台过渡。由于爬楼梯轮椅在上下楼梯的过程中速度相对较低且保持恒定，因此忽略惯性力作用带来的影响。
（1）脱离地面之前
爬楼梯轮椅尚未离开地面前，即履带机构搭上级台阶、爬上级台阶和爬上第二级台阶阶段，爬楼梯轮椅的翻转中心在履带驱动轮处且位置相对固定不变，这一过程中爬楼梯轮椅不易发生翻倒问题。随着爬楼梯轮椅逐渐向楼梯斜面运动，爬楼梯轮椅的稳定性逐渐开始降低。
（2）脱离地面过程
当爬楼梯轮椅即将脱离地面爬上楼梯时，爬楼梯轮椅的翻转中心突然从履带驱动轮转移到履带与级台阶的交点上，翻转中心的突变导致爬楼梯轮椅容易向前发生翻倒，爬楼梯轮椅的稳定性进一步降低。
（3）沿楼梯斜面向上运动
爬楼梯轮椅完全脱离地面沿楼梯斜面向上运动的阶段，爬楼梯轮椅的翻转中心在履带与较低支撑台阶的交点处且随着爬楼梯轮椅向上运动而变化。当爬楼梯轮椅刚刚脱离地面爬上楼梯时，爬楼梯轮椅的翻转中心在履带与级台阶的交点处，此时翻转中心高，爬楼梯轮椅容易向前发生翻倒，因此稳定性差。随着爬楼梯轮椅向上运动，爬楼梯轮椅的翻转中心逐渐下降，爬楼梯轮椅的稳定性逐渐提升。当履带机构驱动轮越过级台阶后，爬楼梯轮椅的翻转中心转移到履带与第二级台阶的交点处，此时爬楼梯轮椅的翻转中心再次被提升，稳定性又降到低。爬楼梯轮椅沿楼梯斜面向上运动直到向顶部平台过渡阶段之前，爬楼梯轮椅的翻转中心与稳定性均按照上述过程进行周期性变化。
履带机构接地部分长度大于楼梯台阶斜面长度的两倍，并且设计有履带支撑板，因此爬楼梯轮椅在沿楼梯斜面向上运动过程中可以保持连续平稳。此外，为了进一步提高爬楼梯轮椅的稳定性，在爬楼梯轮椅结构设计过程中尽可能使整体重心后置，并结合座椅调节机构的作用，确保爬楼梯轮椅上下楼梯过程中重心位于翻转中心之后的台阶支撑面内，避免翻倒问题的发生。
（4）由楼梯斜面向顶部平台过渡
当爬楼梯轮椅运动到楼梯斜面顶端并开始向项部平台过渡时，其重心已经过渡到顶部平台内，并且在后辅助支撑机构的作用下爬楼梯轮椅平稳降落到顶部平台，整个阶段爬楼梯轮椅均不会向前或向后发生翻倒问题。随着爬楼梯轮椅降落到顶部平台，爬楼梯轮椅的稳定性逐渐提升至平地运动状态。
在下楼梯过程中，原本履带机构容易向前发生翻倒问题的阶段，由于爬楼梯轮椅添加了前辅助支撑机构，从而实现了由顶部平台向楼梯斜面的平稳过渡。爬楼梯轮椅在离开顶部平台沿楼梯斜面向下运动直至回到地面的过程中，翻转中心和稳定性变化与爬楼梯过程类似，在此不再赘述。
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