轮腿式爬楼轮椅脚踏板机构设计与研究

发布时间：2020-08-20 20:08

【摘要】：现代社会,越来越多的老年人及肢体残疾人士选择电动轮椅作为出行工具,但普通电动轮椅仅能在平地或小坡度地面上行走,当遇到台阶、沟壑、楼梯等障碍物时就无能为力了。爬楼轮椅的出现虽然解决了这一窘境,但是目前大多数的爬楼轮椅上楼时采用背对楼梯的方式行走,其与我们习惯乘坐轮椅向前行走的方式恰恰相反,这样不仅降低了乘坐者的视野,增加了轮椅操作的复杂性,同时也降低了安全性,为了克服现有爬楼轮椅存在的这一缺陷,本课题设计了一种轮腿式爬楼轮椅,其可以实现乘坐者正对楼梯上楼。本文主要是对爬楼轮椅实现这一功能的核心部件即可调节脚踏板机构进行设计,同时对其进行仿真研究。主要研究内容包括以下几点:1、对轮腿式爬楼轮椅的主要组成机构进行研究并结合人机工程学的设计原理建立人体下肢模型,采用比例关系的方法获得了人体下肢的一些基本参数。在此基础上结合对轮腿式爬楼轮椅上下楼动作的分析为可调节脚踏板机构的设计提出了设计要求,得到了脚踏板机构的设计目标。2、经过对可调节脚踏板机构的功能需求进行分析,发现很难找到一种传统的机械结构能够满足脚踏板机构的需求要求,而变胞机构则可以很好的解决本案的难点。变胞机构的设计理论为可调节脚踏板机构的设计提供了理论基础并以此得到了可调节脚踏板机构的最终方案。3、利用UG和ADAMS软件对可调节脚踏板机构进行了建模与仿真,获取了脚踏板机构和人体下肢等关键点的运动及动力信息,通多对仿真结果进行分析,得知脚踏板机构可以很好的避免爬楼轮椅上楼过程中可能与楼梯梯阶产生的干涉及碰撞,同时又不会给人体下肢带来二次伤害。
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB18;TH789
【图文】：

中国大约有 880 万残障人士需要轮椅[2]。目前市场上的轮椅大致分为两类即手动轮椅如图1.1(a)和电动轮椅如图 1.1(b)，其中手动轮椅是通过轮椅使用者自行旋转轮椅首轮圈实

轮椅,弱势群体

图 1.2 人抬轮椅上楼轮椅的不足，使这类弱势群体重新获得既能像现有电动轮椅那样既能平地行走轮椅是十分必要的。状现状椅的研究可以追溯到 1892 年，美国 Br止国外对爬楼轮椅的研究已经有百年历并且投入市场。但是这些产品往往存在问题，这使得爬楼轮椅并不能被消费者一些研究成果，但是这些成果离真正走多，从不同的角度出发，对爬楼轮椅的时轮椅的运动是否具有连续性，可以分

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和背对轮椅前进方向的方式，以下于这种分类方式与本文可调节脚对爬楼轮椅进行介绍。是爬楼轮椅的主力军，目前绝大式爬楼梯轮椅的主要特征是：每个个星轮也可以绕自身星轮轴自转。动，此时靠每个星轮绕自身主轴的越障碍时，星轮自身锁死不转，与障功能，其脚踏板机构均为普通的

【参考文献】