轮椅是肢体残疾人和老年人的重要代步工具。在发展中国家,很多老式的居民楼里没有电梯,肢体残疾人士和老年人上下楼不方便。国外发达国家研制的爬楼轮椅大多价格昂贵,且操作复杂,发展中国家普通用户难以承担。国内开发的产品与国外产品的差距较大,尤其是在轮椅爬楼稳定性和安全性方面做得还不够好。本课题在借鉴国内外相关研究的基础之上,提出了一种新型爬楼轮椅的方案,以期更好地解决轮椅爬楼的稳定性和安全性问题。本文对爬楼轮椅的总体方案及关键问题进行了研究,研究内容及结果包括:1)进行了爬楼轮椅的总体设计。采用综合评分法对现有爬楼机构的工作原理及各种不同机构的优缺点进行分析,确定了以三轮系轮式机构作为爬楼机构;分析了轮椅爬楼梯和翻转楼梯的过程及原理,对动力系统进行了设计;完成了传动部分的设计计算;按照楼梯的国家标准,对执行系统的车轮和轮架,进行了分析和参数的设计;对轮椅的骨架进行了外形参数的设计。2)对爬楼轮椅平地行驶和爬楼两种模式进行了运动学和越障力学分析,为方案的总体设计提供了理论依据。3)使用CATIA软件对爬楼轮椅的结构进行了设计,并进行了虚拟装配;对轮椅骨架进行了有限元分析,验证了骨架结构设计的可行性;使用CATIA中的DMU仿真模块对爬楼过程进行了模拟,仿真结果验证了设计方案的可行性。本文采取同心轴的方式兼顾了平地行驶和爬楼两种不同的运动模式,克服了被动式爬楼方案的弊端,研究具有创新性;在研究过程中,使用虚拟设计与有限元分析等现代设计方法,将机械设计与计算机技术紧密结合,使产品设计周期变短,设计成本降低;研究结果对相关产品的进一步研究及应用有重要的意义。