支撑腿式电动爬楼轮椅研究

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当前,很多居民居住在没有电梯的多层楼房,行走不便的老年人以及下肢残疾人出行不便的问题越来越突出,电动爬楼轮椅的研究不仅迫切,并且具有重要的社会意义。本文在分析国内外电动爬楼轮椅研究现状的基础上,设计了一种基于平行四边形机构的支撑腿式电动爬楼轮椅。  首先阐述了电动爬楼轮椅的设计要求,提出了三种支撑腿式爬升机构,通过对比分析,决定采用基于平行四边形机构的支撑腿式爬升方案,通过数学模型分析,确定了爬升机构的尺寸范围,并对爬楼轮椅的整体结构进行了设计,主要包括爬升机构、平地行走机构、驱动系统、座椅部分;其次,应用ADAMS软件建立了爬楼轮椅虚拟样机模型,并作了运动学仿真分析,验证了基于平行四边形机构的支撑腿式爬楼方案的可行性;再次,对平地工作状态轮椅的动力学进行了分析,对爬楼状态下的轮椅先进行了动力学仿真分析后,对扭矩峰值状态时的最大扭矩作了计算,分析了爬楼轮椅的阻翻性能,并对驱动系统进行了设计;最后,对爬楼轮椅部分关键零部件进行了有限元分析。  基于平行四边形机构的支撑腿式电动爬楼轮椅能够实现稳定爬楼的功能,结构简洁,运动灵活,便于操作,制造成本低,能满足大多数使用者的需求,具有很好的应用前景。
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