残疾人用自动爬楼梯轮椅结构设计文献综述

 2021-11-02 08:11

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爬楼梯电动轮椅是服务机器人的一种,它是老年人或肢体伤残者不可缺少的康复和代步工具,借助轮椅老年人和肢体伤残者可以进行身体锻炼和参与社会活动。

我国的轮椅发展较缓慢,能爬楼梯的多功能轮椅在国内尚无成熟的产品;随着社会生产力的发展,人们生活水平的不断提高,考虑提高老年人及残疾人对出行的方便性,研制具有爬楼梯功能的轮椅具有重大的现实意义。

星轮式爬楼梯轮椅的特点是:每个星轮以及星轮架可以绕星轮架主轴公转,同时每个星轮也可以绕自身星轮轴自转。

在爬楼时,各星轮自身锁死不转,连同星轮架一起绕星轮架主轴公转,来完成爬楼动作。

在平地行驶时,星轮架相对主轴锁死不转,每个星轮可以绕自身星轮轴自由旋转,这时通过接地星轮的旋转来实现平地行驶功能。

本课题提出了一种星轮式爬升机构与电动轮椅相结合的原理方案,并采用CAD、CAE等先进设计方法,对爬楼梯电动轮椅的结构设计、动力学仿真。

首先出于对乘坐者安全性、爬楼梯稳定性、控制容易性以及操作简单性等方面考虑设计一种三星轮式爬楼梯装置,其中一个星轮为轮毂电机。

采用三星轮机构爬楼越障,采用轮毂电机平地行驶,实现了爬楼功能和电动轮椅功能的有机结合。

其次根据设计的具体情况,使用虚拟样机技术,完成运动学及力学建模分析、三维模型的建立以及整体结构的设计。

在建模分析部分分别对平地行驶、爬楼越障进行建模分析,对安全性的提高以及最终进行控制系统设计提供理论依据。

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