面向残疾人轮椅的系统设计研究

发布时间：2021-02-16 19:05

　　近年来,随着意外事故的多发以及人口老龄化进程的加快,下肢残疾者的人数逐年递增,国内市场对轮椅的需求量也随之增加。但由于国内整体经济水平的限制,轮椅市场的结构比较单一,主要为能够满足基本出行需求的普通轮椅。残疾人收入有限,无法负担起高端轮椅、定制化轮椅的高昂费用,其个性化需求得不到满足。本文基于产品系统设计思想,设计了一款模块化的轮椅,残疾人可以根据自身需求,选购合适的模块,组合成能够满足其个性化需求的轮椅。首先,从系统的概念出发,引出产品系统设计的相关概念以及产品设计流程和设计方法;综合研究产品系统设计以及机械产品设计的相关理论,提出产品系统设计在机械设计中的应用形式。其次,在产品系统设计思想的指导下,对轮椅系统进行分析,完成轮椅和残疾人的相关调研,明确轮椅的功能需求;介绍模块化设计方法,并完成轮椅系统的模块划分。然后,通过研究人体坐姿尺寸,确定轮椅系统设计的尺寸依据,并介绍了轮椅主要运动模块的原理,完成运动机构的相关计算;使用Solidworks完成轮椅的三维建模和装配。最后,在Solidworks Motion的软件环境下完成轮椅主要机构的运动仿真,确定结构设计的合理性;通过ANS... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 研究目的、意义和途径
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究意义
        1.4.3 研究途径
    1.5 论文结构
第二章 机械产品系统设计
    2.1 系统概述
    2.2 产品系统设计
        2.2.1 产品系统设计概述
        2.2.2 产品系统设计流程
        2.2.3 产品系统设计方法
    2.3 产品系统设计在机械设计中的应用
        2.3.1 产品系统设计思想在机械设计中的应用
        2.3.2 产品系统设计方法在机械设计中的应用
        2.3.3 产品系统设计流程在机械设计中的应用
    2.4 本章小结
第三章 轮椅系统分析与综合
    3.1 轮椅相关调研
        3.1.1 轮椅的分类
        3.1.2 常见轮椅的一般结构
    3.2 残疾人出行调研
        3.2.1 残疾人出行心理
        3.2.2 残疾人出行需求
    3.3 轮椅模块化设计
        3.3.1 模块化设计概述
        3.3.2 轮椅模块划分
    3.4 本章小结
第四章 模块化轮椅系统整体设计
    4.1 轮椅人机参数推荐
    4.2 轮椅机械结构设计
        4.2.1 靠背倾角调节机构设计
        4.2.2 腿部康复训练机构设计
        4.2.3 模块连接接口设计
    4.3 轮椅系统分模块设计
        4.3.1 底座模块设计
        4.3.2 驱动模块
        4.3.3 靠背模块
        4.3.4 座垫模块
        4.3.5 置物模块
        4.3.6 腿托模块
        4.3.7 智能控制模块
        4.3.8 轮椅装配效果
    4.4 本章小结
第五章 轮椅系统运动分析
    5.1 基于Solidworks Motion的轮椅机构运动分析
        5.1.1 Solidworks Motion简介
        5.1.2 靠背倾角调节机构的运动分析
        5.1.3 腿部康复锻炼机构运动仿真
    5.2 轮椅配件的选型
    5.3 本章小结
第六章 轮椅系统关键模块的有限元分析
    6.1 ANSYS Workbench简介
    6.2 车架的有限元分析
    6.3 靠背的有限元分析
    6.4 腿托的有限元分析
    6.5 其他模块的有限元分析
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 主要研究成果
    7.2 后续工作展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]“轮”椅 WHILL Model A[J]. Ye,JDP.  设计. 2015(24)
[2]基于脑电波传感器的智能轮椅设计[J]. 谭筠梅,蔡子莹.  自动化与仪器仪表. 2015(11)
[3]基于SolidWorks Motion运动仿真跟踪路径的应用[J]. 姜岳健.  机械研究与应用. 2014(02)
[4]采用Emotiv感知的智能轮椅运动控制的研究[J]. 张毅,张辉,罗元,胡豁生.  重庆邮电大学学报(自然科学版). 2012(03)
[5]济南市肢体残疾致残原因分析与预防策略[J]. 林永杰,王炳臣,石恩东,王国伟.  中国矫形外科杂志. 2011(17)
[6]世界残疾报告(概要)[J].   中国康复理论与实践. 2011(06)
[7]残疾人事业发展和权益维护的保障——解读新修订的中华人民共和国残疾人保障法[J]. 许巧仙.  南京特教学院学报. 2009(03)
[8]基于系统理论的产品设计及其评价体系的建立与研究[J]. 杨君顺,韩超艳.  包装工程. 2006(04)
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硕士论文
[1]针对残障人士出行方式的设计研究[D]. 项仁明.北京理工大学 2015
[2]人体重量一维分布识别系统研究[D]. 曾贺川.重庆大学 2014
[3]增程式电动汽车动力系统参数匹配及能量管理策略研究[D]. 赵金龙.重庆大学 2014
[4]药品自动分拣系统的模块化设计[D]. 张绪鹏.山东轻工业学院 2012
[5]基于残疾人心理需求的手动轮椅设计与研究[D]. 陈志刚.西南交通大学 2009
[6]面向助老助残的智能轮椅开发[D]. 曾翔.上海交通大学 2007
[7]基于DSP的智能轮椅驱动系统的研究[D]. 宋亮.河北工业大学 2007
[8]机械产品模块化设计方法研究[D]. 祁卓娅.机械科学研究总院 2006
[9]基于模块化产品实例的变型设计技术研究与实现[D]. 肖新华.天津工业大学 2005
[10]残疾人日常生活能力与家庭负担研究[D]. 张东枚.暨南大学 2003



本文编号：3036799