新型爬楼梯轮椅的结构设计与研究

发布时间：2020-12-09 13:09

　　霍金在21岁时被诊断出患有会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症,几乎从那时起,轮椅陪伴了他的余生。辅助工具的研发是当今智能时代的主旋律,爬楼梯轮椅作为下肢不便人士实现爬楼梯的辅助工具,其优越的功能性备受期望。本文正是基于目前爬楼梯轮椅的现状,研发出的一种新型爬楼梯轮椅。目前人口老龄化等原因所导致的下肢不便人数增多的社会现状,与现阶段国内爬楼梯轮椅研发缓慢的对比,形成了鲜明的供给缺口,这也正是驱动爬楼梯轮椅研发的市场导向。爬楼梯轮椅是针对下肢不便人群的辅助工具,该种辅助工具主要是基于轮椅这一残疾人常用的代步工具,再者添加爬楼梯的功能。其更好的帮助了下肢不便的人群,尤其是老年人、残疾人,使得他们能够获得自给自足的成就感,以满足他们的基本心理需求,同时对社会有着巨大的现实意义。本文针对现阶段爬楼梯轮椅的现状,设计了一种复合型的爬楼梯轮椅结构方案,特别是提出了一种有别于一般爬楼梯履带的机械结构,使得该爬楼梯轮椅能够更好地实现爬楼梯的功能。并通过方案设计、三维建模、运动学分析以及虚拟样机的仿真实验等科学的设计与分析方法,验证了该爬楼梯轮椅设计的可行性。并对装配完成爬楼梯轮椅的物理样机进行了各种运动形态下的试... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题来源与定位
    1.2 课题的研究背景与意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 腿足式爬楼梯轮椅
        1.3.2 行星轮式爬楼梯轮椅
        1.3.3 履带式爬楼梯轮椅
        1.3.4 复合式爬楼梯轮椅
        1.3.5 其它爬楼梯装置
    1.4 本课题的主要研究内容
    1.5 本章小结
第2章 新型爬楼梯轮椅的工作机理与结构设计
    2.1 性能指标与设计要求
        2.1.1 性能指标
        2.1.2 设计要求
    2.2 机械结构方案设计
        2.2.1 平面移动机构方案设计
        2.2.2 爬楼梯机构方案的设计
        2.2.3 形态转换机构方案的设计
        2.2.4 重心调节机构方案的设计
    2.3 爬楼梯轮椅动力系统方案的设计
        2.3.1 车轮运动的驱动方式
        2.3.2 履带运动的驱动方式
        2.3.3 电动推杆的驱动方式
        2.3.4 爬楼梯轮椅动力系统的建立
    2.4 爬楼梯轮椅的机械结构设计
        2.4.1 三维建模平台的选择
        2.4.2 平面移动结构设计
        2.4.3 履带底盘结构设计
        2.4.4 形态转换、重心调节结构设计
        2.4.5 爬楼梯轮椅的整体装配结构
        2.4.6 电机选型
    2.5 本章小结
第3章 新型爬楼梯轮椅的运动学分析
    3.1 引言
    3.2 运动学分析
        3.2.1 轮式形态的运动学分析
        3.2.2 履带底盘爬楼梯的运动学分析
    3.3 本章小结
第4章 虚拟样机的系统仿真与分析
    4.1 仿真软件的选择
    4.2 仿真模型的建立
        4.2.1 RecurDyn建模环境的介绍
        4.2.2 爬楼梯轮椅模型的建立
    4.3 仿真参数的设定
        4.3.1 建模环境的设置
        4.3.2 接触的设置
        4.3.3 各构件的材料设置
    4.4 仿真函数的设定
        4.4.1 Recurdyn函数表达式的介绍
        4.4.2 本课题仿真所采用的函数
    4.5 仿真实验结果与分析
        4.5.1 Recurdyn后处理的介绍
        4.5.2 仿真实验结果与分析
    4.6 本章小结
第5章 物理样机实验
    5.1 爬楼梯轮椅物理样机展示
    5.2 爬楼梯底盘的试验
        5.2.1 越障高度的试验
        5.2.2 爬楼梯运动试验
    5.3 形态切换运动试验
    5.4 爬楼梯轮椅的试验
        5.4.1 平面运动试验
        5.4.2 爬楼梯过程的试验
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 进一步工作的方向
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2906910