残疾人轮椅的设计【优秀】【word+8张CAD图纸全套】【毕设】

残疾人轮椅的设计【优秀】【word+8张CAD图纸全套】【毕业设计】

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套筒.dwg

支撑块.dwg

机架.dwg

残疾人轮椅设计正文.doc

皮带轮.dwg

轮.dwg

轮架.dwg

轮椅装配图.dwg

连接板.dwg

摘  要

   轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，但障碍物却使轮椅受到很大限制。现代由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。高通过性轮椅设计是采用轮腿式机器人结构，正常行驶时轮式工作，采用四轮驱动；遇到障碍时腿式工作，从而适应大多数地形；车身则采用自动导轨式调平结构，该结构简单，调节方便。本次设计的主要工作包括：确定轮椅的工作方式以及工作结构形式、主体尺寸，并确定各主要零、部件的结构尺寸及其选型。

关键词：轮椅 高通过性 轮腿式机器人

Abstract

 Wheelchairs are frail elderly and the disabled limb indispensable means of transport, but the obstacles while filling the wheelchair is very restricted. As with a traditional modern wheeled structure, can only walk on flat ground, facing steps, stairs, but this is more complex terrain powerless. High-pass design is the use of a wheelchair wheel legged robot structure, normal driving wheel work, the use of four-wheel drive; encounter obstacles leg work to accommodate most of the terrain; body is leveling automatic slide-type structure, the structure is simple, easy to adjust. The design of the main tasks include: determining wheelchair work and the working structure, body size, and identify the major components and parts of the structure size and selection.

Keywords: wheelchair  high  adoption  round legged robot

目  录

1 绪论1

1．1 研究目的1

1．2 国内外发展现状1

2 方案选择2

2．1 常见方案2

2.1.1 轮组式2

2.1.2 履带式2

2.1.3 腿式3

2.1.4复合式3

2．2 方案分析4

2.2.1 目前研究中所存在的问题4

2.2.2 方案选择4

2.3 具体方案5

2.3.1 总体方案5

2.3.2 结构分析5

2.3.3转向机构6

2.3.4 越障功能6

2.3.5 移动方式8

3 结构设计9

3.1 主要参数设计9

3.2 电机选择9

3.2.1 选择电动机的类型和结构形式9

3.2.2 行走机构电机选择计算12

3.2.3 行走机构电机功率的计算12

3.3 驱动轮系统设计12

3.3.1 总体结构12

3.3.2 驱动轮的结构设计12

3.3.3套筒(轮轴)的结构设计13

3.4 轴设计与校核14

3.4.1 总体设计14

3.4.2 轴的结构设计14

3.4.3 轴的校核14

3.5 V带设计15

3.5.1确定计算功率15

3.5.2 选择V带类型15

3.5.3确定带轮的基准直径并验算带速15

3.5.4验算带速15

3.5.5确定V带的中心距和基准长度15

3.5.6验算小带轮上的包角16

3.5.7 计算带的根数16

3.5.8 计算单根V带的初拉力的最小值16

3.5.9 计算压轴力17

3.5.10 带轮的结构设计17

3.6 车轮半径尺寸研究17

结  论19

参考文献20

致  谢21

1 绪论

1．1 研究目的

    轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，随着无障碍设施的增多，轮椅使用者的活动范围逐步加大。但障碍物却使轮椅受到很大限制，因此研发价格低廉、简单易用的可翻越障碍物的轮椅是康复工程工作者面临的一项比较紧迫的任务。现代由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。解决这一问题的最好方法就是改进残疾人使用的行走设备，也就是说通过改进残疾人轮椅的机械结构，使其能够适应日常生活中所碰到大多数的地形。

  本次设计的题目高通过性轮椅设计，其主要原理在于四个轮子在正常运动中四轮驱动行走；而在遇到障碍的时候可以像腿一样的行走，以通过障碍物；而在车身则采用滑轨式自动调平结构。

1．2 国内外发展现状  

   国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早，最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国、英国、德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟，且有一些产品已经投入市场使用。我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌现了很多这方面的专利，然而投入实际使用的还很少。

  日本千叶工业大学开发出了一款全新的轮椅，这个轮椅的独特之处就是能够轻易地在不公正的地面上使用。这款轮椅配有一排感应器来探测障碍和地面变化，并能够自动进行调整。借助于四轮驱动和五轴的结构设计，该款智能机器人轮椅能够完成多种难度动作。

   平常，它像普通的轮椅一样通过滚动前行，但是如果碰到台阶或者沟道的话，它的轮子就可以变得像腿一样通过障碍。使用者需要做的仅仅是通过操纵杆告诉它往什么方向移动，这个智能机器人轮椅会自动评估周围的地形然后做出正确动作。当然如果路面不平的话，它会自动控制座椅确保它保持水平。

2 方案选择

2．1 常见方案

2.1.1 轮组式

  轮组式的特点是每个轮组依照星形轮的方式进行运动：平地行驶时，各小轮绕各自轴线自转；爬楼梯时，各小轮一起绕中心轴公转。

  内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT 的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。改轮椅爬楼时需要人工辅助或者楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的位置，安全爬楼。

参考文献

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