本文關鍵詞：基于人機工程學智能輪椅的設計與研究

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【摘要】：隨著人口老齡化問題日益嚴重以及下肢殘障人士逐年遞增,人們對輔助代步工具的需求也隨之增加。智能輪椅作為助老助殘類服務機器人的典型代表,引起本領域研究人員的廣泛關注。通過對智能輪椅的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行分析,我國智能輪椅機構(gòu)靈活性和功能多樣性仍落后于國外先進技術。本文基于人機工程學,設計了一款結(jié)構(gòu)靈活、功能齊全的智能輪椅,主要對其機械結(jié)構(gòu)進行研究。首先,根據(jù)智能輪椅用戶的生理及心理特性,.提出輪椅需具備的基本功能,包括自主移動功能、多姿態(tài)調(diào)整功能、人機交互功能和避障導航功能等。然后從機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)兩方面進行設計,主要介紹了底座結(jié)構(gòu),靠背躺立機構(gòu)、站立機構(gòu)和腿部屈伸機構(gòu)的機構(gòu)簡圖和工作原理,以及主控模塊、驅(qū)動模塊、人機交互模塊和環(huán)境感知模塊的設計原理和電路原理圖。其次,根據(jù)人機工程學和人體測量學理論知識,確定智能輪椅的尺寸參數(shù)。根據(jù)所得參數(shù),在SolidWorks環(huán)境下對智能輪椅進行三維建模,并繪制輪椅在各姿態(tài)下結(jié)構(gòu)示意圖。然后,利用ADAMS軟件,對靠背躺立機構(gòu)、站立機構(gòu)和腿部屈伸機構(gòu)進行運動分析,測量其位移、速度、加速度、角位移、角速度和角加速度輸出曲線,驗證機構(gòu)設計的合理性以及運動平穩(wěn)性。對輪椅驅(qū)動部件進行選用,并校核輪椅的駐坡性能、越障高度和最小轉(zhuǎn)彎半徑等性能參數(shù)。最后,通過ANSYS軟件對輪椅底盤支撐架和平臺模塊進行靜力學分析,觀察它們在極限位置下的最大應力及變形分布,對計算結(jié)果進行分析比較,判斷結(jié)構(gòu)是否具有足夠的強度和剛度。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH789;TB18

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本文編號：1285195