摘 要
当前中国老龄化社会的压力越来越大。项目针对老龄化社会护理人员多为女性且老式楼房没有电梯的特点，设计具备爬楼梯功能的电动轮椅，从而有效提高老年人的生活质量。
本次设计主要针对一种三星轮式电动爬楼梯轮椅的结构进行设计。首先，通过对电动爬楼轮椅结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了电动爬楼轮椅装配图及主要零部件图。整个设计过程中包括其中的数据计算、传动系统设计、电机等外购件选型、应用环境、维护保养等方面进行系统设计。
通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。
关键词：电动；爬楼；轮椅；行星轮
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Abstract
With the advent of an aging society and increase number in the disabilities persons ,the wheelchairs play a more important role in the living, the staircase can be seen everywhere in life limits the use of an ordinary wheelchair, the purpose of this study is to design affordable and reasonable ,safe and reliable performance . When walking on level ground as an ordinary electric wheelchair ,and in others on the stairs like a simple auxiliary function of electric stairs.
Climbing stairs electric wheelchair is one kind of the service robots ,and it is the elderly and disabled peoples’ indispensable rehabilitation and transport ,To use a wheelchair old people and disabled people can physical exercise and participate in social activities .Considering the convenience of the elderly and the disabled peoples’ traveling ,researching and developing a climb stairs function wheelchair has the significant practical significance.
The design will be up and down the stairs to the electric wheelchair design, to meet the legs disabled and elderly automatic staircase function. From the main design, structure design, including the data computation, the transmission system design, the motor and purchased parts selection, application, maintenance and other aspects of system design. And draw the electric wheelchair2D assembly drawing and parts drawing.
Key words: Electric wheelchair Star wheel climbing device Structure design
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪 论 1
1.1课题的研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.2.1履带式 1
1.2.2星轮式 2
1.2.3腿足式 2
1.2.4复合式 3
第2章 总体方案设计 5
2.1总体类型选择 5
2.1.1设计要求 5
2.1.2类型选择 5
2.2 总体结构设计 6
2.3行星轮机构设计 7
2.3.1行星轮总体结构概述 7
2.3.2行星轮架的中心距 7
2.3.3小轮半径r的范围值 8
第3章 驱动机构设计 10
3.1动力系统参数选择 10
3.2驱动电机选择 10
3.2.1驱动电机的类型选择 10
3.2.2选择驱动电机的功率 10
3.3蓄电池选择 12
3.4计算传动装置的运动和动力参数 13
3.4.1各轴转速 13
3.4.2各轴输入功率 13
3.4.3各轴转矩 13
第4章 主要零件设计计算 14
4.1齿轮传动设计 14
4.1.1传动比计算 14
4.1.2齿轮模数与齿数计算 14
4.1.3载荷系数计算 16
4.1.4几何尺寸计算 18
4.2 链传动设计 18
4.2.1链传动设计计算 19
4.2.2链轮结构尺寸设计 21
4.3轴及附件设计 21
4.3.1计算各轴的强度 21
4.3.2轴的结构设计 22
4.3.3轴的强度校核 23
结 论 25
参考文献 26
致 谢 27
第1章 绪 论
1.1课题的研究背景及意义
轮椅为老年人及下肢伤残者带来生活上的方便，随着生活水平的提升，无障碍设施日渐增多，轮椅的使用范围也逐步加大。然而，楼梯的存在却使轮椅的使用受到了很大的限制,因此研发一种自动爬楼梯的轮椅是很有必要的。该课题是为了设计一款简单易用且价格低廉的自动爬楼梯轮椅。尽管目前轮椅的研发正朝着多功能、智能化的方向发展，其中不乏涵盖了一些具有视觉或语音控制的智能轮椅。但是就我国的现状而言，大多数需求轮椅的老年人或下肢伤残者经济状况都不甚乐观，对于那些功能繁多却价格昂贵的爬楼梯轮椅，并不具备购买能力，因此研发一款体积小巧、操作简单、价格低廉的自动爬楼梯轮椅更符合我国对自动爬楼梯的市场需求，具有一定的社会价值。
1.2国内外研究现状
爬楼梯装置的研究已经有了较长的历史，早在19世纪90年代就已经有了此类专利的出现。自此，美、英、日德等发达国家就开始向此领域冲击，经过不断努力开发，也出现了一些成果。由于起步较早，它们在这方面的技术也相对成熟，已经推出此类产品。但现存产品都还存在各种瑕疵，还没有一种能做到尽善尽美。我国对此类装置的研究起步较晚，在近几年也有一些成果产生，但距离形成成熟产品还有很长的路要走。
目前已经存在的爬楼梯装置也是各种各样，可以按照爬楼方式分为履带式、星轮式、腿足式以及复合式爬楼梯装置。各种装置都有自己的优点，但也都存在一定不足。
1.2.1履带式
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