一种星轮式爬楼梯电动轮椅设计

设计了一款三星轮式爬楼梯电动轮椅,其中一个星轮为轮毂电机。采用三星轮机构实现爬楼越障,采用轮毂电机驱动轮椅平地行驶,实现了爬楼功能和电动轮椅功能的有机结合。爬升装置是爬楼梯轮椅的关键,在深入研究爬楼梯轮椅工作机理基础上,充分考虑爬楼梯轮椅爬升装置的结构和尺寸以及爬升功率、安全性等要求,在对爬升装置设计的同时还对轮椅行走环节进行了设计。经过性能分析,设计的爬楼梯轮椅达到了功能要求,并具有乘坐安全、爬楼梯稳定、控制容易以及操作简单等特点。     

行星轮式爬楼梯轮椅的越障能力分析

为了确定行星轮式爬楼梯轮椅的越障能力,通过简化力学模型,分析了半控行星轮越过垂直障碍的高度和行星轮结构参数等各关系,并重点分析了半控行星轮在遇到高于其可以越过的垂直障碍后的越障能力与行星轮传动比的关系,从而得出半控行星轮可以越过的最大垂直障碍高度。文中也分析了星轮行星轮可转换式登楼轮的越障能力。并且用ADAMS软件对理论分析的几种情况进行了仿真分析。仿真分析表明,理论推导是可靠的。     

自动爬楼梯轮椅的虚拟设计与运动仿真

由于各种灾难和疾病造成的残障人士逐年增加,对轮椅的需求量居高不下。但普通轮椅不能上下楼梯,为解决残疾人士上下楼梯的困扰,设计了一款自动爬楼梯轮椅。在Pro/E环境中实现了轮椅的虚拟设计,并进行虚拟装配及运动仿真,分析了上下楼梯装置的设计原理以及机构运动过程中的位移、速度和加速度情况。为自动爬楼梯轮椅的开发设计提供参考。     

双曲柄式爬升机构的设计与分析

通过对现有爬楼梯轮椅爬升机构的对比分析,提出了双曲柄式爬升机构。对双曲柄式爬升机构进行设计研究,建立了双曲柄式爬升机构的运动学模型,并在此基础上对其进行了爬楼过程中运动轨迹分析。仿真结果表明,该爬升机构结构设计合理,方案可行且运行平稳,能够满足设计要求。     

一种轮-履复合式爬楼梯轮椅设计与分析

设计了一种新型轮-履复合式爬楼梯轮椅,其采用前、后双履带单元方式实现爬楼梯功能.建立了爬楼梯轮椅三维模型,对轮椅在爬楼梯的情况下进行了稳定性分析;通过ADAMS软件进行运动学分析,得到轮椅质心的速度和加速度曲线.仿真结果表明:新型轮椅具有良好的稳定性和平稳性.     

爬楼梯轮椅发展及关键技术的研究

介绍了国内外爬楼梯轮椅的研究进展,从机械结构设计和控制系统设计两方面论述了制约其面向实用推广的关键技术问题,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

一种轮组结构的爬楼梯轮椅的设计

针对普通轮椅不具有爬楼梯的功能,设计了一种轮组结构的爬楼梯轮椅。该爬楼梯轮椅结构紧凑,操作方便,工作可靠,采用轮组结构的演变实现爬楼梯功能,利用滚轴滑轨机构进行座椅调平,并对其越障、跨沟和爬楼梯的运动过程进行了分析。结构表明该轮椅有较强的越障能力和路面适应性。     

行星轮式爬楼梯轮椅的设计与分析

针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求,设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅,详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型,研究了不同等效转矩下行星轮组的角加速度曲线,详细分析了轮椅在爬楼梯过程中的稳定裕度。研究表明,防倾翻支架能有效地提高轮椅爬楼的稳定性。该行星轮式爬楼梯轮椅能够安全有效地帮助老年人和身体残障人士,满足日常出行与攀爬楼梯的实际需求。     

一种椭圆轮式轮椅爬楼梯辅助装置的设计

设计了一款椭圆轮式轮椅爬楼梯辅助装置,通过锁止轮毂与普通轮椅底架固定连接并套在其轮轴上。采用胎面装附有牙型花纹的防滑橡胶皮的椭圆轮爬楼和越障,装置使用马达作动力。同时对椭圆轮的特性和椭圆轮在台阶上的运动轨迹做了相应的说明。经过性能分析,设计的轮椅爬楼梯辅助装置满足功能要求,并具有爬楼梯安全稳定、操作简单、方便控制等特点。     

一种新型的可爬楼梯轮椅结构设计及运动分析

在研究现有爬楼轮椅重心起伏较大、乘坐不舒服的基础上,提出了一种集平地行走与爬楼梯功能于一体的多功能助行轮椅设计方案。该轮椅的倾斜支架与地面的夹角为30°,依靠辅助者可以把座椅翻转到倾斜支架上,保持使用者上下楼梯时始终处于水平位置;设计了一种切换机构,通过切换机构放下和收起履带底盘,依靠履带底盘实现爬楼功能;运用ADAMS软件对切换机构进行仿真分析,结果验证了机构设计的合理性。为样机的制作提供理论依据。     

一种可全向移动爬楼梯轮椅的结构设计与分析

为了帮助下肢残疾者攀爬楼梯,设计了一种可全向移动的爬楼梯轮椅。采用支撑腿和车轮交替支撑的方式实现轮椅爬梯功能。采用Mecanum轮作为轮椅的车轮且用4个电机独立驱动以实现轮椅的全向移动。对轮椅在台阶宽度限定情况下的越障能力和运动学、动力学进行了分析,并结合能量法和稳定裕度法分析了爬梯过程中轮椅的前后向和侧向的稳定性。又对轮椅全向移动特性进行了研究。结果表明,轮椅可以安全地攀爬大多数楼梯而不会翻倒,轮椅的全向移动可以通过控制4个车轮的转速实现。轮椅的结构设计合理,实现了爬梯和全向移动功能的结合。     

多功能水平载人椅的结构设计

针对现阶段国内外智能轮椅的缺陷,设计了一种集上下楼梯、辅助站立、越障等功能于一体的多功能水平载人椅.与此同时,利用自动调节座椅水平、蜗轮蜗杆减速器自锁等方法,保证了轮椅在上下楼梯、越障时的安全性和可靠性.     

新型自动爬楼梯轮椅的设计

设计了一款新型自动爬楼梯轮椅,可帮助残疾人上下楼梯以及平地行走。上下楼梯装置采用腿式结构,由机械脚和轮子交替支撑,模拟人上下楼梯的过程。设置了微调机构,可调节座椅角度,保持座椅始终水平。分析了上下楼梯过程中重心的变化,结果表明该轮椅设计制造合理,可作为残疾人士上下楼梯的代步工具。     

爬楼轮椅座椅姿态调节机构的可靠度及灵敏度分析

爬楼轮椅座椅姿态调节机构为一新型两自由度交叉四连杆机构,其运动精度直接影响着爬楼轮椅运动的稳定性。针对座椅姿态调节的交叉四杆机构,利用矩阵的方法建立了机构输入、输出关系的运动精度分析模型,进而建立了机构运动精度的可靠度及灵敏度数学模型。在基本尺寸误差和运动副间隙误差的基础上,求解出了三种运动副间隙误差情况下机构运动精度的可靠度。同时,也求解出了在不考虑运动副间隙误差情况下机构中各基本参数的可靠性灵敏度,最后利用Matlab进行仿真发现机构保持了较高的可靠度及适当增加杆长可改善机构的灵敏度。     

梯级式爬楼梯装置设计与稳定性研究

针对星轮式爬楼梯装置稳定性欠佳的情况,提出了梯级式爬楼梯装置的构思.对装置进行设计并分析了导轨偏心距e对其运动的影响,对e分别取6 mm、10 mm和15 mm时3种装置的运行轨迹进行SolidWorks仿真,验证了其运行的稳定性.制作样机并试验测定了上述装置运行的稳定性.结果 显示,梯级式爬楼梯装置运行总体平稳,其稳定性与偏心距的大小有较大关系,不稳定性随偏心距的增大而增强.因此,设计此类装置时,在满足使用要求的前提下,偏心距应选用较小值.     

曲柄摇杆式爬楼梯装置设计

针对星轮式爬升机构稳定性指标r值较大,影响运行稳定这一问题,提出了一种曲柄摇杆式爬楼梯装置.研究了曲柄摇杆机构杆长对运动轨迹的影响,并对装置进行设计,使其r值减小了22％;应用SolidWorks软件对装置进行建模及爬楼过程仿真,得到其空载和施加载荷时的运行轨迹图,确定了方案的可行性;并进行样机测试,验证了装置的运行稳...     

阶梯攀爬服务智能机器人重心调节系统设计

针对日常生活中未安装电梯的低楼层货物搬运问题,设计了一种阶梯攀爬服务智能机器人。重心系统是机器人实现爬楼梯动作的关键装置,设计的攀爬机器人采用重心调节系统,调节机器人的重心处于变形轮和后轮之间,使4个车轮在平地行进和攀爬楼梯时受力均匀。当机器人攀爬阶梯时,通过舵机带动连杆,使重心向前轮方向转移,增大前轮的抓地力,减少后轮受力,提高攀爬和搬运的平稳性。物理样机在实际台阶地形中进行了攀爬实验,实践验证了设计的机器人重心调节系统能够很好地解决机器人在平地、阶梯等不同环境下的行走及货物搬运问题。     

爬楼梯轮椅的星轮架设计及优化

星轮架是电动爬楼梯轮椅爬升机构的关键部件,起到支撑齿轮和固定爬升星轮的作用.基于爬升机构的工作机理,应用SolidWorks构建了星轮架的三维参数化模型,并通过数据转换技术将模型导入ANSYS Workbench中,完成了星轮架的有限元分析和优化设计,实现了结构优化及轻量化.     

输电铁塔攀爬机器人夹持机构的设计与分析

针对铁塔检修工人高空作业时手动挂拆安全绳危险性高和效率低的问题,基于菱形原理设计了一种V型角钢对称夹持机构,主要由夹持爪、外展机构和顶出机构组成,夹持爪通过螺旋升降机与滑动导轨的配合实现对角钢的抓紧,垂直于夹持手臂的外展机构通过调整其展出距离改变夹持爪的位置,顶出机构前端的V型块设计可保证机器人机身始终平行于角钢。绘制机器人的SolidWorks三维模型,依据菱形原理简化模型,并验证其对中夹持性和机构设计的合理性,建立静力学模型,对夹持机构进行静力学分析和静力学仿真。通过样机试验,验证了该夹持机构的可行性。