轮履切换式自动爬梯轮椅的研究

发布时间：2020-04-20 05:16

【摘要】：随着人口老龄化现象的加剧以及残疾人数的增加,各种各样的助残、助老装置的研究与制造也越来越多,给社会的发展也带来了巨大的影响。中国作为世界第一人口大国,老人及残疾人数比例更大,对辅助行走装置的需求更为迫切。但是目前现有的辅助行走设备一般只能够在无障碍的平地上行走,不具备爬梯功能和越障功能,同时国外的爬梯轮椅设备价格高昂或者存在结构上一些不足。因此为了能提高对残障人士以及老年人的关怀,能够更好地解决他们日常生活中自由行走的问题,本文在爬梯轮椅国内外研究的基础上,从对爬梯轮椅的功能设计要求以及我国现阶段的经济发展水平出发,研究并设计了一种既能够平地行走又能够爬楼梯的轮履切换式自动爬梯轮椅。通过分析各种结构方案的爬梯轮椅的优缺点,确定了自动爬梯轮椅的原理方案,完成了轮履切换式自动爬梯轮椅的机械系统设计。其中爬梯轮椅机械系统主要包括轮式行走机构、履带式爬梯机构、轮履切换机构以及座椅调节机构。在建立好爬梯轮椅机械系统的基础上,分析轮履切换式爬梯轮椅的行走性能,主要包含履带机构爬梯性能以及平地行走性能。通过PRO/E软件对爬楼梯轮椅进行三维建模,运用ANSYS Workbench软件对爬梯轮椅的关键零部件进行了有限元分析,验证爬梯轮椅关键结构部件的强度。并运用Adams软件对爬梯轮椅整体进行了运动仿真,模拟分析爬梯轮椅上下楼梯过程中轮履切换的效果。通过有限元及仿真结果可知,爬梯轮椅的整体结构设计时满足要求的,关键零部件的结构强度也是符合设计要求的。本文中轮履切换式自动爬梯轮椅的驱动控制系统采用模块化设计思路,控制系统主要以AT89C52单片机核心,驱动系统主要包含平地行走电机驱动模块、履带式爬梯驱动模块、轮履切换模块、座椅调节模块。
【图文】：

人口增长趋势,总人口数

背景 2017 年中国全国人口普查数据显示，中国大陆总人口数约为比 2016 年人口总数增加了 737 万人。从 2017 年全国人口年龄周岁总人口数为 2.4719 亿人，占比 17.8%；16~59 周岁总人口数比 64.9%；60 周岁以上总人口数为 2.4090 亿人，占比 17.3%据普查预测，到 2020 年，60 周岁以上人口将有 2.48 亿人，约，人口老龄化的趋势也将越发严重[1]。受长期以来的计划生育一对年轻的小夫妻将要面临赡养 4 位老人或者更多，精神上、大的压力。这时，，老年人行动不便这一普遍性问题也亟待解决

爬梯,双履带,轮椅

运动方式具有连续性，爬梯过带式爬梯轮椅的工作原理比较梯台阶的边缘相平行的直线进，整个爬梯过程也比较平稳是在 1995 年在日本开始研发当履带式爬梯轮椅在楼梯与平，这是整个爬梯轮椅的重量脆弱，台阶边缘部分容易被履比较容易出现危险情况，向前日本长崎大学的学者研发设计-3 所示，增大了履带与楼梯台出现向前或者向后翻倒的情椅由于其复杂的结构以及控也限制了双履带式爬梯轮椅
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH789

【参考文献】