全自动多功能坐态调整轮椅设计【含catia三维及8张CAD图带答辩ppt】
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全自动
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全自动多功能坐态调整轮椅设计【含catia三维及8张CAD图带答辩ppt】
【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】图纸预览详情如下：
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全自动多功能坐态调整轮椅设计摘 要轮椅是行动不便的老年人与残疾人群日常生活中最重要的工具，他不仅为行动不便的人代步，同时下肢不便的人可以借助轮椅来进行锻炼和恢复，更可以帮助他们与周围的人群进行交流，更好的融入社会。在这种环境下，轮椅的需求变得越来越大。但普通轮椅需要人力推动或使用者本人进行推动来行进、后退，且很难进行转弯等的操作。因使用者长时间坐在轮椅上，又无法通过自己调整坐态，更是加剧了使用者的疲劳程度。对于下肢不便的人来说，轮椅可以达到的高度又是远远不够的，高处的东西自己完全碰不到，又无法通过自己站起来。量身定做或现有的电动轮椅价格又过高，很多人无法接受，使用统一型号的轮椅，舒适度会大大降低。为了帮助这些需要轮椅的人群，我设计了一个结构简单，操作方便，价格低廉，极为舒适的多功能坐态调整的电动轮椅。通过对国内外电动轮椅的研究成果与国内外市场的调查分析后，确定了本次毕业设计的主要内容与方向。国内成品电动轮椅功能普遍单一。国外成品电动轮椅造价过高，结构反锁，操作复杂，无法满足老年人的需求。本次设计使用简单的结构，通过电推杆与电机来控制轮椅的上升下降与座椅调节，通过六轮行走机构来满足轮椅需要的行走要求。同时简化了轮椅的操作，使用操作杆与简单按键来控制轮椅的所有功能。本次设计根据老年人与残疾人群的心理与生理需求，运用人性化的设计，整合，修改了现有电动轮椅的外观，结构与功能，使用 catia 建模，计算分析，设计出了一种新型多功能坐态调整轮椅。可以使老年人或残疾人群在脱离家属，护理人员时完成尽可能多的动作。关键词：轮椅；多功能；老年人；坐态调整AbstractWheelchair is the most important tool in the daily life of the elderly and disabled. It is not only for the people with mobility, but also for those with lower extremities for exercise and recovery. More can help them communicate with the surrounding groups, better integration into society. In this environment, wheelchair demand is growing. But ordinary wheelchairs need human push or the user to push forward, backward, and difficult to make turns and so on. Sitting in wheelchairs for a long time, unable to adjust the sitting state, exacerbated the fatigue of the users. For people with lower extremities, wheelchair can reach a height is far from enough, the height of things themselves can not touch, can not stand up through their own. Customized or the existing electric wheelchair prices are too high, many people can not accept, the use of a unified model of wheelchairs, comfort will be greatly reduced. To help these people in need of wheelchairs, I have designed an electric wheelchair with simple structure, easy operation, low price and extremely comfortable multi-function seat adjustment.The main contents and direction of the graduation design are determined by the research results of electric wheelchairs at home and abroad and the investigation and analysis of the domestic and foreign markets. Domestic finished electric wheelchair function is generally single. Foreign finished electric wheelchair is too expensive, structural lock, complex operation, unable to meet the needs of the elderly. The design uses simple structure, through electric push rod and motor to control the rise and fall of the wheelchair, through the six-wheel walking mechanism to meet the needs of the wheelchair walking requirements. At the same time, it simplifies the operation of the wheelchair, and controls all the functions of the wheelchair by using the lever and the simple button.According to the psychological and physiological needs of the elderly and the disabled, this design modifies the appearance, structure and function of the existing electric wheelchair by using the humanized design and integration, and uses catia to model, calculate and analyze. A new multi-function seat adjusting wheelchair is designed. The elderly or disabled can perform as many actions as possible when they are separated from their families and nursing staff.Keywords:wheel chair;multifunctional;old people;sitting regulation目 录 第一章 绪 论 .11.1 研究背景目的和意义 .11.2 国内外研究状况 .21.3 论文结构及研究内容 .41.4 本章小结 .5第二章 总体设计方案 .62.1 设计要求 .62.2 设计方案 .62.3 本章小结 .8第三章 机械结构设计 .93.1 行驶机构与底盘 .93.1.1 行走机构的结构设计 .93.2.2 行走机构的运动原理 .113.2.3 电机与减速器校核计算 .123.2 座椅机构 .153.2.1 电机的选用 .153.2.2 结构及工作原理 .163.2.3 连接机构齿轮的选取 .193.3 抬升机构 .213.3.1 结构及工作原理 .213.3.2 运动行程与受力分析 .243.4 本章小结 .26第四章 控制系统 .274.1 控制系统的设计 .274.2 本章总结 .30第五章 总结 .31参考文献 .32致谢 .331第一章 绪 论1.1 研究背景目的和意义随着中国快速的发展，医疗条件的改善与提高，人们对生活高质量的需求也越发提高。国内的学者研究并指出了中国的人口老龄化越发严重，在近几年内将呈现几何倍数的增长。自然灾害与意外伤害的原因，下肢不便人群的数目越发的增多。除此之外，还有一些天生残障致使下肢不便的人群因医疗条件的改善，人数也越发增多。这三大类人群，都不同程度的丧失了行走，视觉，动手，语言能力。他们是国家重点关注的人群，对于每个家庭来说，任何一个成员任何一个生命都不可以去轻易放弃。他们的生活需要专业的医疗与护理，针对他们社会提供福利慢慢成为社会的负担。国家对这三类人群提供的医疗与护理福利，对经济也产生了很大的压力，在不久的将来可能会使经济产生负增长等不利影响。正常人对生活质量的追求都在慢慢提高，而这三类人群也在慢慢提高自己对生活质量的要求。为了减少护理人员，以减轻社会与家庭的经济压力，还可以使这三类人群的生活质量得到提高，同时可以帮助他们进行康复训练，所以一个多功能，全自动的轮椅极为重要。轮椅作为下肢不便人群最重要生活工具，其作用不应仅仅是代步，最重要的几点有：要提高使用者的生活自由度，可以让下肢不便的人群参与人群活动，进入社会。还要具备可以进行康复训练的功能。服务类的服务类电动机械装置每年以 50%速度在增长着，全自动机械装置有着人类的反应速度与判断能力，同时具有机械装置独有的工作时间长，精度性与速度高，可靠性稳定性高，对环境需求不高，恶劣环境下都可进行工作等优点。在中国这么一个人口老龄化严重的国家，每年需求的轮椅数在快速增长，设计一个好的轮椅，可以更好的满足这群人。一个全自动的电动轮椅是下肢不便人群提供更好的代步工具，最重要的是让他们可以独自，独立的正常生活。在未来，全自动电动轮椅一定是不可缺少的，各个国家也在加速电动轮椅的研发工作，可以看到，轮椅产业后面隐藏着巨大的经济效益。专家指出，服务类电动机械装置将成为个人电脑，家电后第三类人类最需2要的工具，同时电动的轮椅会提供很好的社会效应，帮助很多家庭减轻经济压力，3同时也为国家减轻压力。在人性化方面，全自动的电动轮椅对于下肢不变的人群来说不只是在服务他们，同时也是一种陪伴。全自动轮椅对这群人有着很深的意义，对社会，对国人类幸福感的提升也有着很深的意义。1.2 国内外研究状况我国主要从事于全自动轮椅的机构非常少，同时因为起步较晚，基础也非常薄弱，主要是在电动轮椅的机构与操作性上无法与国外一些专业机构比较。但经过我国科研人员的不懈努力，同样也研制出了一些带有自身特色，独特功能的电动轮椅。在中国主要从事全自动轮椅的机构有中国科学院，一些高等院校与医疗器械机构。但国产电动轮椅的控制器大多使用的是国外进口的成品控制器，所以国内的电动轮椅造价普遍很高，但利润非常低。单单国外的控制器的价格就要占据整个电动轮椅一半以上的造价。而一些精密的零件，国内生产厂家又无法通过自身进行制造，所以现在国产电动轮椅在国际市场上没有产生竞争力。国际上的电动轮椅主要还是由国外的电动轮椅制造产商占据。在国内全电动轮椅市场，电动轮椅的类型几乎相同，功能也几乎一样，如图 1-1 所示。国内市场中主流的电动轮椅，大多只有前进后退功能。而商家多数使用轻盈的材料与可折叠性来吸引顾客。可见国内市场的电动轮椅根本无法达到多数使用者的要求，且价格普遍在千元左右，一些大品牌的全自动轮椅，最低价格也要在万元左右。即使因为品牌而提高了价格，性能，功能也没多少改变。除了这些市面上常见的电动轮椅外，中国科学院里的自动化研究所制作了一款具有视觉与语音导航功能一体的，通过语音可以与使用者进行人机交互的轮椅。该轮椅运用了计算机图像处理，视觉和语音识别的最新研究成果。有点像苹果手机中的 Siri，通过使用者简单的语音口令，就可以进行人机交互。更加的解放了使用者，使使用者的体验更好。还有上海交通大学制作的全自动轮椅，配有激光测距雷达与图像识别传感器。激光测距等传感器的使用，使轮椅具有记忆功能，可根据使用者日常的行为进行自主导航。并且避障灵敏度相当高，在多障碍的工作条件下可以根据传感器自主的规划行进路线，保证了使用者的安全性。且该全自动轮椅配备了电子显示屏，语音识别，通过电子显示屏与语音识别，可以更好的完成人机交互，4完成使用者的各种需求。图 1-1 国内市场中主流全自动轮椅但这些轮椅的造价极为昂贵，光是制造成本就要几十万，根本无法做到产品化生产，跟不用说去普及。国外全自动电动轮椅的研究可以说是非常先进，很多大的汽车企业在很早之前就投入到全自动多功能轮椅的研制中。大部分轮椅也做到了产品化。最为典型的国家就是日本。本田，松下等公司在很早以前就已经研制出可以产品化生产的电动轮椅。在诸多产品化的电动轮椅中，日本的 saito-kobo 公司生产的轮椅尤为典型。该公司从 1994 年就开始研制全自动轮椅，图 1-2 所示为该公司投入生产的全自动轮椅。首先在日本狭小的房屋中，该轮椅使用六轮来确保轮椅可以发挥出强大的动力与极小的转弯半径，由于中轮驱动，以身体为中心，转弯半径非常小。座椅可以向前倾斜，使使用者可以更方便的接近桌子和洗脸台等位置，在下坡时，座椅可以向后倾斜，以保证使用者的安全。使用平躺功能，可以使轮椅靠背下降，通过后轮支撑，前轮离地，方便使用者充分休息。轮椅前端的脚板推杆可5以伸长直到与地面接触，方便使用者脱离轮椅，进行其他活动。最后就是轮椅上升的功能，通过该功能，使用者可以触碰到更高处的东西。在日本，这种全自动的轮椅已经产品化生产，因全部零件都是自己国家制造，所以价格较中国轮椅来说，非常的低，在日本人经济可承受范围内。图 1-2 日本 saito-ko
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