多功能行星轮式爬楼梯轮椅的设计与研究
发布时间：2022-11-05 14:14
随着我国老龄化进程的加快及残障人口的日益增长,仅具有地面行走功能的普通轮椅无法满足老年人和残障人士自由上下楼梯的需求。为方便以上人群的日常出行,提高他们的生活质量,本文设计了一款结构简单、操控方便、价格低廉的多功能行星轮式爬楼梯轮椅。首先,采用模块化设计思想,以四轮驱动的行星轮式攀爬楼梯机构作为爬楼梯轮椅的设计出发点,设计了地面行走机构、原地转向机构、重心调节机构和座椅调平机构,对各个机构的工作原理及设计特点做出详细分析。运用SolidWorks完成了爬楼梯轮椅三维模型的建立,并演示其攀爬楼梯过程。其次,根据攀爬楼梯机构的运动特性,提出了轮椅的理想攀爬状态,确定了三星轮组的尺寸参数,并结合轮椅支撑稳定性标准完成了原地转向机构的尺寸设计。依据轮椅在不同工作状态下的动力需求,对其动力系统进行选型分析。再次,针对轮椅四轮驱动的攀爬方式,利用ADAMS虚拟样机技术建立轮椅的仿真模型,对轮椅在此方式下的攀爬楼梯过程进行动力学仿真分析。仿真结果表明,四轮驱动方式相比较于传统两轮驱动攀爬方式,攀爬轨迹更平稳,攀爬效率更高,整体重心变化时攀爬状态更稳定,具有较高的实用性。最后,在轮椅基本结构尺寸确定的...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容及章节安排
2 爬楼梯轮椅总体设计方案
2.1 爬楼梯轮椅设计要点
2.2 攀爬楼梯机构设计
2.3 地面行走机构设计
2.4 原地转向机构设计
2.5 重心调节机构设计
2.6 座椅调平机构设计
2.7 轮椅攀爬楼梯过程演示
2.8 本章小结
3 爬楼梯轮椅关键结构设计
3.1 爬楼梯轮椅的基本设计参数
3.2 三星轮组的尺寸设计
3.3 原地转向机构的尺寸设计
3.4 动力系统设计
3.5 本章小节
4 爬楼梯轮椅攀爬方式的仿真研究
4.1 仿真研究内容
4.2 ADAMS理论基础及仿真流程
4.3 虚拟样机仿真系统建立
4.4 仿真结果分析
4.5 本章小节
5 重心调节机构调节位置研究
5.1 原地转向状态下的最优调节位置
5.2 地面行走状态下的最优调节位置
5.3 攀爬楼梯状态下的最优调节位置
5.4 本章小节
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录 1
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS的链传动多接触系统仿真效率的提高[J]. 蒲明辉,朱晓慧,张冬磊. 机械设计与研究. 2016(03)
[2]一种可全向移动爬楼梯轮椅的结构设计与分析[J]. 周秋雨,邢晓冬. 机械传动. 2016(04)
[3]行星轮式爬楼轮椅的传动方案及运动仿真[J]. 范星光,李屹,贾亮. 机械传动. 2016(03)
[4]履带变构式轮履复合爬楼轮椅设计[J]. 曹冲振,周娜,王凤芹,陈京邦,姜鹏,李韶韵. 山东科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]基于ADAMS的载人爬楼梯轮椅电机选型方法[J]. 张翰明,李占贤. 机械工程与自动化. 2015(05)
[6]电动爬楼轮椅的结构及控制系统设计[J]. 纪莎莎,王继荣,刘东,林鲁超. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(03)
[7]一种新型全控式自平衡爬楼车的设计与研究[J]. 刘柄辰,宋其江,凌志成,季鹏. 机电产品开发与创新. 2015(04)
[8]新型自动爬楼梯轮椅的设计[J]. 朱花,汪舟,夏再炎,周玮,蔡蓬勃. 机械传动. 2015(03)
[9]国内外轮椅车标准发展现状研究[J]. 单新颖,闫和平,谷慧茹,闫伟. 中国康复医学杂志. 2014(10)
[10]一种椭圆轮式轮椅爬楼梯辅助装置的设计[J]. 李谦,张乐,罗忠文,王李,袁作彬. 机械工程师. 2014(10)
博士论文
[1]重心自调整的全方位运动轮椅机器人技术研究[D]. 白阳.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]腿轮复合式电动爬楼轮椅的设计与分析[D]. 何丽.燕山大学 2015
[2]行星轮式电动四驱车辆的研究与模型车的开发[D]. 解磊.西北农林科技大学 2015
[3]可重构八足轮腿式爬楼梯轮椅机构设计及运动分析[D]. 李惠.河北工业大学 2015
[4]轮腿式轮椅座椅位姿机构构形设计及仿真[D]. 许世雄.河北工业大学 2013
[5]基于ADAMS的机器人系统的性能分析及优化设计[D]. 薛金吉.南京信息工程大学 2012
[6]双足机器人爬楼梯步态规划与参数优化[D]. 吴飞.华中科技大学 2012
[7]基于ADAMS和SolidWorks的印刷机凸轮传动系统的性能分析与优化设计[D]. 相立峰.南京信息工程大学 2011
[8]行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计[D]. 王丽娟.苏州大学 2010
[9]基于行星轮系的爬楼梯轮椅研究[D]. 马永为.天津大学 2009
本文编号：3702757
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要研究内容及章节安排
2 爬楼梯轮椅总体设计方案
2.1 爬楼梯轮椅设计要点
2.2 攀爬楼梯机构设计
2.3 地面行走机构设计
2.4 原地转向机构设计
2.5 重心调节机构设计
2.6 座椅调平机构设计
2.7 轮椅攀爬楼梯过程演示
2.8 本章小结
3 爬楼梯轮椅关键结构设计
3.1 爬楼梯轮椅的基本设计参数
3.2 三星轮组的尺寸设计
3.3 原地转向机构的尺寸设计
3.4 动力系统设计
3.5 本章小节
4 爬楼梯轮椅攀爬方式的仿真研究
4.1 仿真研究内容
4.2 ADAMS理论基础及仿真流程
4.3 虚拟样机仿真系统建立
4.4 仿真结果分析
4.5 本章小节
5 重心调节机构调节位置研究
5.1 原地转向状态下的最优调节位置
5.2 地面行走状态下的最优调节位置
5.3 攀爬楼梯状态下的最优调节位置
5.4 本章小节
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录 1
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS的链传动多接触系统仿真效率的提高[J]. 蒲明辉,朱晓慧,张冬磊. 机械设计与研究. 2016(03)
[2]一种可全向移动爬楼梯轮椅的结构设计与分析[J]. 周秋雨,邢晓冬. 机械传动. 2016(04)
[3]行星轮式爬楼轮椅的传动方案及运动仿真[J]. 范星光,李屹,贾亮. 机械传动. 2016(03)
[4]履带变构式轮履复合爬楼轮椅设计[J]. 曹冲振,周娜,王凤芹,陈京邦,姜鹏,李韶韵. 山东科技大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]基于ADAMS的载人爬楼梯轮椅电机选型方法[J]. 张翰明,李占贤. 机械工程与自动化. 2015(05)
[6]电动爬楼轮椅的结构及控制系统设计[J]. 纪莎莎,王继荣,刘东,林鲁超. 青岛大学学报(工程技术版). 2015(03)
[7]一种新型全控式自平衡爬楼车的设计与研究[J]. 刘柄辰,宋其江,凌志成,季鹏. 机电产品开发与创新. 2015(04)
[8]新型自动爬楼梯轮椅的设计[J]. 朱花,汪舟,夏再炎,周玮,蔡蓬勃. 机械传动. 2015(03)
[9]国内外轮椅车标准发展现状研究[J]. 单新颖,闫和平,谷慧茹,闫伟. 中国康复医学杂志. 2014(10)
[10]一种椭圆轮式轮椅爬楼梯辅助装置的设计[J]. 李谦,张乐,罗忠文,王李,袁作彬. 机械工程师. 2014(10)
博士论文
[1]重心自调整的全方位运动轮椅机器人技术研究[D]. 白阳.北京理工大学 2016
硕士论文
[1]腿轮复合式电动爬楼轮椅的设计与分析[D]. 何丽.燕山大学 2015
[2]行星轮式电动四驱车辆的研究与模型车的开发[D]. 解磊.西北农林科技大学 2015
[3]可重构八足轮腿式爬楼梯轮椅机构设计及运动分析[D]. 李惠.河北工业大学 2015
[4]轮腿式轮椅座椅位姿机构构形设计及仿真[D]. 许世雄.河北工业大学 2013
[5]基于ADAMS的机器人系统的性能分析及优化设计[D]. 薛金吉.南京信息工程大学 2012
[6]双足机器人爬楼梯步态规划与参数优化[D]. 吴飞.华中科技大学 2012
[7]基于ADAMS和SolidWorks的印刷机凸轮传动系统的性能分析与优化设计[D]. 相立峰.南京信息工程大学 2011
[8]行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计[D]. 王丽娟.苏州大学 2010
[9]基于行星轮系的爬楼梯轮椅研究[D]. 马永为.天津大学 2009
本文编号：3702757
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