【摘要】：隨著我國老齡化進程的加快及殘障人口的日益增長,僅具有地面行走功能的普通輪椅無法滿足老年人和殘障人士自由上下樓梯的需求。為方便以上人群的日常出行,提高他們的生活質(zhì)量,本文在總結(jié)現(xiàn)有爬樓梯輪椅產(chǎn)品和研究成果的基礎(chǔ)之上,提出了一種新型的樓梯攀爬機構(gòu)——對數(shù)螺線輪,并設(shè)計了一款功能多樣、性能優(yōu)越、價格低廉的對數(shù)螺線輪爬樓梯輪椅。首先,介紹了對數(shù)螺線輪的工作原理,并建立了對數(shù)螺線輪的運動模型,具體分為對數(shù)螺線輪在樓梯臺階平面上運動和攀爬樓梯臺階時的運動模型,在此基礎(chǔ)上得到了對數(shù)螺線輪能夠連續(xù)攀爬樓梯臺階的條件,進而依據(jù)臺階的高度和寬度求解符合條件的對數(shù)螺線參數(shù),通過仿真比較不同參數(shù)建立的對數(shù)螺線輪攀爬樓梯臺階時的運動軌跡,最終確定了爬樓梯輪椅的對數(shù)螺線輪參數(shù)。其次,分析了爬樓梯輪椅在實際使用過程中的功能需求,根據(jù)設(shè)計要求將輪椅劃分為樓梯攀爬、地面行駛、座椅調(diào)平三個部分,分別對每個部分進行了具體的方案設(shè)計,并且使用SolidWorks創(chuàng)建出了各個部分的三維模型和輪椅的整體模型,進而演示了輪椅攀爬樓梯的過程和各個爬樓階段的工作流程。再次,利用ADAMS虛擬樣機技術(shù)對輪椅攀爬樓梯的過程進行了動力學(xué)仿真分析,將對數(shù)螺線輪爬樓梯輪椅的乘坐人員質(zhì)心運動軌跡和電機瞬時輸出功率與三星輪式爬樓梯輪椅作了對比,并且探討了對數(shù)螺線輪爬樓梯輪椅的變角速度驅(qū)動控制策略,通過仿真比較了不同驅(qū)動控制策略下的乘坐人員質(zhì)心運動速度。最后,分析輪椅攀爬樓梯過程中對數(shù)螺線輪上的受力狀態(tài),設(shè)計對數(shù)螺線輪的結(jié)構(gòu)并用ANSYS進行靜力分析,根據(jù)分析結(jié)果對對數(shù)螺線輪的結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化,并在ADAMS中將采用最終結(jié)構(gòu)的對數(shù)螺線輪柔性化后,進行了對數(shù)螺線輪爬樓梯輪椅的剛?cè)狁詈吓罉翘莘抡?驗證了對數(shù)螺線輪最終結(jié)構(gòu)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH789
【圖文】：

1 緒論1 Introduction1.1 研究背景及意義(Background and Research Significance)《聯(lián)合國世界人口老齡化報告（1950-2050）》將 60 歲及以上人口占比達 10%或 65 歲及以上人口占比達 7%作為國家或地區(qū)進入老齡社會的標(biāo)準[1]。根據(jù)中華人民共和國民政部發(fā)布的《2000 年民政事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計報告》，截至 2000 年底，我國 65 歲及以上人口 8811 萬，占總?cè)丝诘?6.96%，人口年齡結(jié)構(gòu)已開始進入老齡化階段[2]。2000 年以來，國內(nèi) 60 歲以上老年人人口占總?cè)丝诘谋壤手鹉晟仙厔�。截�?2016 年底，我國 60 歲及以上老年人口 23086 萬人，占總?cè)丝诘?6.7%，其中 65 歲及以上人口 15003 萬人，占總?cè)丝诘?10.8%，如圖 1-1 所示[3]。人口老齡化己經(jīng)成為我國乃至世界的一個不可忽視的問題，預(yù)計至 2020 年，我國 60 歲及以上人口將達到 25000 萬人，2025 年將達到 30000 萬人[4]。

1 緒論1 Introduction1.1 研究背景及意義(Background and Research Significance)《聯(lián)合國世界人口老齡化報告（1950-2050）》將 60 歲及以上人口占比達 10%或 65 歲及以上人口占比達 7%作為國家或地區(qū)進入老齡社會的標(biāo)準[1]。根據(jù)中華人民共和國民政部發(fā)布的《2000 年民政事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計報告》，截至 2000 年底，我國 65 歲及以上人口 8811 萬，占總?cè)丝诘?6.96%，人口年齡結(jié)構(gòu)已開始進入老齡化階段[2]。2000 年以來，國內(nèi) 60 歲以上老年人人口占總?cè)丝诘谋壤手鹉晟仙厔�。截�?2016 年底，我國 60 歲及以上老年人口 23086 萬人，占總?cè)丝诘?6.7%，其中 65 歲及以上人口 15003 萬人，占總?cè)丝诘?10.8%，如圖 1-1 所示[3]。人口老齡化己經(jīng)成為我國乃至世界的一個不可忽視的問題，預(yù)計至 2020 年，我國 60 歲及以上人口將達到 25000 萬人，2025 年將達到 30000 萬人[4]。

1 緒論人的每只腳上帶有一個用來測量力矩的 3 軸力矩傳感器，還有一個測量傾斜的感應(yīng)器。國內(nèi)的上海交通大學(xué)對步行機器人的研究較早，2003 年底就獲得了科技際合作重點項目“人機一體化兩足步行假肢研究”資助，此后在國家自然科金支持下，設(shè)計開發(fā)了一種 12 自由度的載人兩足步行椅機器人 JWCR，并基礎(chǔ)上進行了一系列的研究工作[15-19]。如圖 1-3(c)所示，該機器人能夠載人復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定行走，幫助殘疾人或行動不便的老年人完成行走、上下臺斜坡、避障等運動。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

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6 王占禮;孟祥雨;陳延偉;;一種星輪式爬樓梯電動輪椅設(shè)計[J];機械設(shè)計與制造;2012年10期

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本文編號：2791512