本文關(guān)鍵詞：全地形輪椅車的設(shè)計與研究

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【摘要】：目前國內(nèi)外輪椅車的主要發(fā)展趨勢是電機驅(qū)動和智能控制,而這類輪椅車價格較高,不適合鄉(xiāng)村地區(qū)。偏遠的鄉(xiāng)村,缺少硬化路面,面對更多的是松軟、高低不平的泥土路面,對輪椅車設(shè)計適應(yīng)性要求更高。加上農(nóng)村的收入水平較低,要求這種輪椅車的造價較低。根據(jù)這些要求,本文設(shè)計一款針對偏遠鄉(xiāng)村的全地形輪椅車。首先對輪椅車的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行了概述,介紹了輪椅車的分類和手動輪椅車的基本組成。同時也介紹了全地形輪椅車的概念,全地形輪椅車是針對各種的不同路面都可以正常行駛的輪椅。接下來本文設(shè)計的全地形輪椅車是在普通手動輪椅車的基礎(chǔ)上加上杠桿和鏈輪驅(qū)動機構(gòu),并且適當增加輪胎的寬度。論文研究了全地形輪椅車的基本參數(shù)設(shè)計,包括杠桿驅(qū)動機構(gòu)的計算,輪椅車最小轉(zhuǎn)彎半徑、爬坡能力、駐車制動、車輪的傾斜度的設(shè)計與分析。其次在人機工程學(xué)的基礎(chǔ)上,對全地形輪椅車的尺寸進行了修改,確定了杠桿的長度。確定了全地形輪椅車的基本結(jié)構(gòu),建立了三維模型。通過對地面摩擦系數(shù)的測量和人最大推力的測量,得出了全地形輪椅車的最大速度和爬坡角度。最后采用了 20鋼、鋁合金(6061)和鎂合金(MB5)三種管材進行了有限元分析。目的是在滿足設(shè)計強度的條件下選用最經(jīng)濟的材料,并對三種結(jié)果進行對比分析,選擇了 20鋼管做為輪椅車車架材料。本文針對鄉(xiāng)村松軟、高低不平的泥土路面,基于人機工程學(xué)原理進行了全地形輪椅車的設(shè)計,并且通過有限元分析進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,在滿足設(shè)計要求的前提下選擇最為經(jīng)濟實惠的材料。
【關(guān)鍵詞】：輪椅車 全地形 人機工程學(xué) 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題研究的背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外輪椅車發(fā)展現(xiàn)狀8-9
• 1.3 全地形輪椅車概念9-10
• 1.4 課題研究任務(wù)和思路10-12
• 2 輪椅車技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用12-21
• 2.1 輪椅車的分類12-14
• 2.1.1 按照驅(qū)動形式分類12
• 2.1.2 輪椅車按照功能分類12-13
• 2.1.3 輪椅車按材質(zhì)分類13-14
• 2.2 輪椅車的功能結(jié)構(gòu)和尺寸簡介14-15
• 2.2.1 輪椅結(jié)構(gòu)14-15
• 2.3 輪椅車的安全使用15
• 2.4 輪椅車的回轉(zhuǎn)半徑、換向?qū)挾群团榔陆嵌冉榻B15-17
• 2.5 輪椅車的車輪分析17-19
• 2.5.1 后車輪輪子在垂直方向上的傾斜度17-18
• 2.5.2 前車輪輪子角度分析18-19
• 2.5.3 輪子的徑向和軸向跳動19
• 2.6 本章小結(jié)19-21
• 3 基于人機工程學(xué)的全地形輪椅車的設(shè)計21-51
• 3.1 人機工程學(xué)的介紹21-22
• 3.1.1 人機工程學(xué)的簡述21-22
• 3.1.2 輪椅車設(shè)計中人機工程學(xué)的研究22
• 3.2 人體尺寸和輪椅車尺寸22-26
• 3.2.1 人體坐姿尺寸測量22-24
• 3.2.2 基于人機工程學(xué)的輪椅車尺寸選取24-26
• 3.3 全地形輪椅車的的結(jié)構(gòu)26-44
• 3.3.1 杠桿操縱手把結(jié)構(gòu)設(shè)計26-27
• 3.3.2 杠桿長度、旋轉(zhuǎn)角度及安裝位置設(shè)計27-29
• 3.3.3 鏈輪機構(gòu)29-31
• 3.3.3.1 鏈傳動的組成、特點及應(yīng)用29
• 3.3.3.2 鏈傳動的設(shè)計29-31
• 3.3.4 全地形輪椅車的驅(qū)動計算及動態(tài)分析31-41
• 3.3.5 全地形輪椅車的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分析41-42
• 3.3.6 全地形輪椅車的輪胎選取42-44
• 3.4 全地形輪椅車的結(jié)構(gòu)裝配圖設(shè)計44-50
• 3.4.1 Pro/Engineer Creo/Parametric模塊簡介44
• 3.4.2 全地形輪椅車車架結(jié)構(gòu)設(shè)計44-47
• 3.4.3 全地形輪椅車駐車制動裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 4 基于有限元分析的全地形輪椅車結(jié)構(gòu)優(yōu)化51-68
• 4.1 有限元介紹及分析目的51
• 4.2 Hypermesh基本簡介和分析步驟51-53
• 4.2.1 Hypermesh功能介紹51
• 4.2.2 Hypermesh操作介紹51-52
• 4.2.3 Hypermesh有限元分析的基本步驟52-53
• 4.3 幾何清理53-55
• 4.4 網(wǎng)格劃分與網(wǎng)格質(zhì)量檢查55-58
• 4.4.1 hypermesh網(wǎng)格劃分主要功能55-56
• 4.4.2 Automesh功能介紹56
• 4.4.3 全地形輪椅車的網(wǎng)格劃分與質(zhì)量檢查56-58
• 4.5 有限元模型的建立和分析58-66
• 4.5.1 Nastran介紹58-59
• 4.5.2 載荷與材料屬性的添加59-62
• 4.5.3 上下輪椅車極端情況有限元分析62-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 5 結(jié)論68-69
• 6 展望69-70
• 7 參考文獻70-76
• 8 致謝76

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;Optimal Design and Dynamic Simulation of Mountain Bike with Rear Suspension[J];Chinese Journal of Mechanical Engineering;2009年01期

，

本文編號：555105