轮腿式轮椅传动机构的设计与仿真

发布时间：2017-03-15 23:02

  本文关键词：轮腿式轮椅传动机构的设计与仿真，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电动轮椅给老年人和残疾人的出行带来了极大的方便,在他们的生活中扮演着十分重要的角色。轮腿式爬楼梯轮椅不仅可以在平地上运行而且还具有爬楼越障等功能,弥补了现有轮椅的不足。本文主要对轮腿式爬楼梯轮椅的底盘机构和传动机构进行设计、建模和仿真,包括可调节链传动机构的设计和仿真分析、可调节的脚踏板机构的设计与运动学分析、底盘机构的三维结构造型及虚拟样机建模。首先,根据人机工程学原理,从乘坐者的舒适度方面考虑,对可调节脚踏板机构进行了结构设计和三维造型,并分别对该机构的调高过程及调角过程进行了运动学仿真和分析;其次,在传统链传动张紧机构的基础上,结合爬楼梯轮椅的结构和运动要求,对可调节的链传动机构进行了结构设计、基于Matlab优化工具箱对结构参数进行优化和基于UG对机构进行运动学分析;最后,对轮椅底盘机构采用了轻量化的设计,并对装配方法和紧固件进行了重新设计改进,基于UG对轮椅底盘结构的零部件进行三维实体建模和虚拟装配,建立了爬楼梯轮椅底盘机构的虚拟样机模型。
【关键词】：爬楼梯轮椅 链传动 运动学分析 Matlab优化 虚拟样机
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题的研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 行星轮式爬楼梯轮椅9-10
• 1.2.2 全履带式爬楼梯轮椅10-11
• 1.2.3 步进支撑式爬楼梯轮椅11
• 1.2.4 混合式爬楼梯轮椅11-13
• 1.3 本课题研究内容13-14
• 第二章 基于通口本体的产品建模14-22
• 2.1 通口本体的介绍14
• 2.2 本体的介绍14-16
• 2.2.1 本体的定义14-15
• 2.2.2 本体的构造方式15
• 2.2.3 本体的构建过程15-16
• 2.3 通口的概念16-19
• 2.4 通口本体的应用19-21
• 2.5 本章小结21-22
• 第三章 爬楼轮椅的主传动机构设计22-34
• 3.1 引言22-23
• 3.2 爬楼梯轮椅的主传动机构23-24
• 3.3 可调节脚踏板机构的设计与优化24-32
• 3.3.1 可调节脚踏板机构25-26
• 3.3.2 脚踏板调节机构调角过程的运动特性26-30
• 3.3.3 脚踏板调节机构调高过程的运动特性30-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第四章 可调节链轮传动机构的设计34-48
• 4.1 可调节链传动机构的设计34-36
• 4.1.1 前言34-35
• 4.1.2 链轮张紧机构35-36
• 4.2 机构杆件的参数优化设计36-42
• 4.2.1 MATLAB优化工具箱36-38
• 4.2.2 优化设计的数学模型38-39
• 4.2.3 基于MATLAB的可调节链轮机构优化39-42
• 4.3 仿真分析42-46
• 4.4 结论46-48
• 第五章 爬楼梯轮椅的底盘机构设计48-60
• 5.1 引言48
• 5.2 爬楼梯轮椅的底盘机构设计48-50
• 5.2.1 电动轮椅的参数确定49-50
• 5.2.2 轮胎型号确定50
• 5.2.3 座椅高度的确定50
• 5.3 铝型材机架的固结50-53
• 5.3.1 铝型材选型51
• 5.3.2 铝型材机架的固结51-53
• 5.4 轮椅底盘机构的虚拟样机模型53-58
• 5.4.1 虚拟样机技术53-54
• 5.4.2 虚拟样机技术与传统设计技术的对比54-55
• 5.4.3 基于虚拟装配的爬楼梯轮椅的底盘机构55-58
• 5.5 本章小结58-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 攻读硕士期间取得的相关研究成果68

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本文编号：251080