一种轮履组合式爬楼轮椅的设计

设计了一种可以爬楼越障、跨越沟壑的轮履组合式爬楼轮椅。轮椅由机械系统和驱动控制系统组成,机械系统主要包括轮履组合式行走机构、姿态变换与动力切换机构、复合动力箱、座椅、座椅平衡调节机构等。行走性能分析表明,轮椅具有良好的机动性和通过性,可攀爬33b斜度楼梯,跨越245mm垂直高度障碍和430 mm宽度沟壑。     

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。     

可直立行走的助步轮椅机构设计

助步轮椅是一种可重构机构在助残工具中的应用。设计了一种集轮椅与行走功能于一体的助步轮椅,依靠人体上肢功能完好的力量,可实现路面上为轮椅形态的行进;依靠人体上肢功能完好的力量与楼梯扶手的协助,可实现上下楼梯的动作。解决了轮椅状态下的双摇杆机构与传动的设计、变换为行走状态下的双腿上下楼梯的参数计算问题。     

智能爬楼轮椅的结构设计与仿真分析

针对我国目前生产的轮椅爬越能力不强的难题,研究并设计一种适用于行动能力有缺陷的老年人和残疾人等人群的新型智能爬楼轮椅。首先,对智能爬楼轮椅的运动过程进行分析,并确定了设计方案包括动力驱动机构、行驶机构、行驶机构伸展装置、座椅调平机构等。其次,阐述了整体机构及工作原理,并用SolidWorks软件对智能爬楼轮椅进行三维建模。再次,对动力驱动机构和行驶机构等关键部分进行了理论测算,并通过Simulation、Motion模块进行静力学应力、位移特性和运动特性的仿真分析。最后,对智能爬楼轮椅的控制系统进行设计和简单分析。本智能爬楼轮椅具有爬楼能力强、自动调平等特点,可以克服现实生活中爬楼难的问题,可在医疗器械、助老领域推广应用。     

一种新型复合式可爬梯轮椅结构设计与分析

为了解决老年人和残疾者上下楼梯困难,设计了一种新型的行星轮-履带复合式可爬梯轮椅结构。采用行星轮-履带复合机构实现爬梯越障的功能,轮椅驱动采用1个电机,星轮采用链传动实现爬梯、平地行驶。该结构结合履带装置,可有效减轻星轮式轮椅振动且提高了传统轮椅的越障能力。在对比现有爬梯轮椅机构特点的基础上,介绍一种星轮-履带结合的新型轮椅机器人的机构方案,并分析轮椅的工作原理,建立数学模型进行爬梯过程运动学与动力学分析。结果表明,轮椅可以安全爬越大部分楼梯。轮椅的结构设计合理,实现爬梯和平地移动功能的结合。     

一种新型轮椅脚踏板机构设计分析

爬楼轮椅的出现解决了普通轮椅的跨越沟壑和台阶的难题,但由于大多数爬楼轮椅采用背对楼梯的方式,与平时的面对行走方式相反,进而限制了乘坐者的视野,增加了轮椅操作的复杂性,降低了安全性,为了克服爬楼轮椅的这一缺陷,对一种基于变胞原理的轮椅脚踏板机构进行了研究设计。利用自由度和拓扑关系的变化引起的结构变化,通过运动学分析,受力分析,动力学分析,MATLAB软件仿真,UG、Adams联合仿真对其分析,并对其进行尺寸设计,仿真优化,以此提高爬楼轮椅的各项性能。     

履带变构式轮履复合爬楼轮椅爬楼平稳性分析

对一种基于大轮摆动的履带变构式轮履复合爬楼轮椅的爬楼平稳性进行分析。针对均匀楼梯上的爬楼过程进行数学建模,分析在爬楼过程中爬楼轮椅和人体整体的重心相对支撑台阶沿的位置关系,得出了满足平稳性要求的参数关系式,并给出了平稳性裕度的概念和计算方法,计算出常见楼梯范围内前平稳性裕度以及后平稳性裕度的最小值。针对某一台阶突高、突低、突宽或突窄四种形式的不均匀楼梯上的爬楼过程分别进行建模分析,得出了满足非均匀楼梯爬楼最平稳的平稳性要求的参数关系式,给出了验证某一楼梯参数能否满足非均匀楼梯平稳性要求的方法。进行了样机试验,进一步验证了该爬楼轮椅在常见台阶尺寸楼梯上的平稳性和非均匀楼梯上平稳性的预判方法可行。     

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。     

基于麦克纳姆轮的万向式可卧升降轮椅设计研究

现如今,中国乃至世界人口老龄化进程加快,越来越多的老年人的日常生活需要依靠轮椅,而目前市场上轮椅功能较为单一,使用起来也需他人辅助。本文从老年人的生活需求出发,设计了一款新型三合一可控制轮椅,采用麦克纳姆轮与轮椅的结合,帮助老年人在狭小空间里自由移动,依靠剪叉式机构实现升降功能,通过多连杆机构实现坐卧状态的切换。实验结果表明,该款新型轮椅工作稳定,性能可靠,实现功能效果良好。     

半共享式爬楼轮椅结构设计与分析

针对老龄化现象的不断加剧和肢体残疾率的不断升高,通过参考共享单车的设计灵感,创新性地提出了一种半共享式的爬楼轮椅.采用模块化的设计方式,将爬楼轮椅分为折叠体和爬楼体两部分分别进行设计,对爬楼轮椅的传动系统和运动系统进行了研究.通过Adams建立动力学仿真模型,验证了爬楼轮椅的可行性.     

爬楼轮椅座椅机构模糊PID控制策略研究

为了实现爬楼轮椅座椅机构的功能要求,在上位机做算法设计了一套模糊PID座椅机构位姿调节控制系统,可以实时地监控座椅完成预设定的动作。根据爬楼轮椅的功能需求,制定出了座椅机构的动作要求;确定了传感器的安装位置;搭建了控制系统的硬件结构并且设计了人机交互界面;基于VC++6.0进行了软件开发并建立了模糊PID控制系统模型,制定控制规则,并对该控制系统进行了试验。实验结果表明:该控制器算法简单、稳定精度高,解决了系统响应快速平稳性和高稳定精度之间的矛盾。     

行星轮式爬楼轮椅的传动方案及运动仿真

爬楼轮椅按照原理划分为几种,包括履带式,行星轮式和腿足式等。主要分析了行星轮式爬楼轮椅的运动过程,指出了当前爬楼轮椅存在的不足,并提出了一种采用同心轴达到不同驱动方式的传动方案,可以使轮椅更稳定地实现爬楼运动。使用CATIA软件进行了结构的设计以及运动仿真模拟,验证了设计方案的可行性。     

基于四杆机构的多足爬楼机器人传动轴的设计与分析

基于现在市面上已经存在的爬楼助力轮椅及其他的爬楼机器必须依靠别人的帮助才可实现使用者的上下楼功能,提出一种基于四连杆机构的多足爬楼机器人的设计方案。根据楼梯的高度、爬楼机器上下楼的速度、整个机器及使用者的重量,选择合适的涡轮蜗杆减速器提供动力,配合齿轮传递,实现动力的一层层传动。此外,在此基础上利用Ansys对受力最大的一根传动轴进行应力校核分析,以此确定轴的尺寸和材料是否满足要求。     

基于RecurDyn的新型爬楼梯轮椅的设计与仿真

爬楼梯轮椅主要用于辅助弱势群体实现爬楼梯的过程,因此,其可靠性、平稳性尤为重要。采用复合式的爬楼梯轮椅结构,并设计了一种新型的履带底盘,克服了传统履带结构爬梯过程中存在的问题。在Recur Dyn的Track LM模块环境下,对所设计的轮椅进行爬梯过程的反复仿真与修改,最终得到修改完善的动力学模型仿真过程,提取驱动轮的驱动转矩、重心在竖直方向上的振动位移和振动加速度曲线。该仿真过程的实现对新型爬楼梯轮椅物理样机的选型及装配具有重要的指导意义。     

直线型连杆爬升机构的设计与分析

通过与现有电动爬楼轮椅的爬升机构的对比与分析,提出了直线型连杆爬升机构。对直线型连杆爬升机构进行设计研究,其端点轨迹上半部分为半圆形,下半部分为近似直线的弦,该轨迹与动物行走步态极其相似;将其作为爬升机构的设计基础,并利用SolidWorks软件对直线型连杆爬升机构进行建模,并对爬升机构在爬楼梯过程的轨迹进行了分析。结果表明,该爬升机构设计方案合理,爬升机构爬升运动轨迹近似直线,较大程度降低了颠簸,为爬楼机构的设计提供了新的理论参考。     

姿态可调型智能护理轮椅床的设计

根据老年人和残障人士的身体状况,设计了一种能够实现姿态调整、危险预警和短信求助的智能护理轮椅床。介绍了护理轮椅床的机械结构和电气控制两部分,设计了床体折曲机构和可变轴距机构实现床椅姿态切换,设计了紧急情况报警电路和障碍物检测提醒电路。与市场上普通电动轮椅相比应用前景很广,实用性强。     

基于模糊PID的爬楼轮椅调速系统控制技术研究

目前社会老龄化的趋势日益严重,爬楼轮椅可以帮助广大老年人方便地出行,因此研究爬楼轮椅调速系统控制技术很有意义。爬楼轮椅驱动装置的核心为无刷直流电机,对爬楼轮椅调速系统的研究实质上就是对无刷直流电机调速系统的研究。现针对传统控制策略调速效果不佳的问题,建立了电机调速控制系统的数学模型,在此基础上设计了基于模糊PID的电机调速控制系统,并与传统PID控制进行了对比。仿真结果表明:在以无刷直流电机为驱动装置核心的爬楼轮椅调速系统中,模糊PID控制比传统PID控制响应速度更快、超调量更小、鲁棒性更强。     

高效自动爬梯轮椅的研究与设计

设计了一款新型自动爬楼梯轮椅,对这种新型自动爬梯轮椅的爬楼时间提供了一种计算方法,为提高该款仿人脚形爬梯轮椅的工作效率,通过简化力学模型,分析了这种新型爬楼梯轮椅的运动过程并计算了爬梯时间。同时利用了UG建立三维模型并使用MATLAB进行数据分析,找到了影响爬梯效率的三个因素,运用机械效率研究分析方法,改变了机械脚及电机的参数,实现了提升轮椅爬楼效率的目的,使轮椅爬一级台阶的时间缩短至6.234s,新型自动爬梯轮椅具有广阔的市场前景。     

一种四杆机构式电动载物爬楼机

为提高人们的生活质量,减轻爬楼携物的劳动量,设计了一种四杆机构式电动载物爬楼机,利用四杆机构的运动特性进行周期循环运动从而实现爬升越障的功能,应用Solid Works进行运动仿真,检测设计机构的可行性。仿真结果表明,所设计的电动载物爬楼机整体结构合理,运行过程平稳,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.