摘要
随着全国人口结构的老龄化，国内的无障碍设施在逐渐增多，使得除肢体伤残者外的大多数年老体弱者也都愿意选择轮椅作为他们的代步工具，轮椅的应用市场也正在慢慢扩大。但国内城市目前是以多层公寓式高楼居多，在发展较差的一些中小城市中，电梯的使用甚至都还未完全普及到所有楼房，这就导致了轮椅用户上楼不方便的系列问题。本着轮椅使用用户的体验效果，为了解决轮椅用户爬楼难的这一问题。本课题设计的最终目的是为了设计出一款体积不大、操作较为简单、价格适中的双驱差动控制的行星轮式爬楼梯轮椅。在用户的体验上，还增加了轮椅的减震弹簧、靠背与腿托的可调节以及扶手的置物架等设计。本文主要完成上下楼梯机构，平地行走机构以及两者之间的有机结合的研究与设计。
关键词：用户体验；行星轮；结构设计；爬楼梯轮椅
Abstract
With the increase of the national aging population and the gradual increase of barrier-free facilities in China, most elderly and infirm people, except those with physical disabilities, are willing to choose wheelchairs as their transportation tools, and the application market of wheelchairs is also gradually increasing. However, domestic cities are currently dominated by multi-storey apartment buildings, and in some small and medium-sized cities with poor development, the use of elevators has not even been fully popularized to all buildings, which leads to a series of problems of inconvenient upstairs for wheelchair users. In line with the user experience of wheelchair, in order to solve the problem of wheelchair users difficult to climb the building. The ultimate goal of this project is to design a small volume, simple operation, affordable dual drive differential control of planetary wheel climbing wheelchair. In terms of user experience, shock absorber spring of wheelchair, adjustable backrest and leg support, and shelving frame of armrest are also added. This paper mainly completes the up and down stairs mechanism, flat walking mechanism and the organic combination between the research and design.
Key words: User experience; Planetary Wheel; structural Design; Stair wheelchair
目录
摘要I
Abstract II
目录i
第一章绪论1
1.1选题背景及研究意义1
1.2选题研究现状1
1.2.1履带式爬楼梯轮椅1
1.2.2轮组式爬楼梯轮椅2
1.2.3步行式爬楼梯轮椅2
1.3主要研究内容3
第二章爬楼轮椅的工作原理及总体方案设计4
2.1基本概述4
2.2爬楼梯轮椅的工作机构设计4
2.2.1攀爬机构设计4
2.2.2行星轮个数的确定5
2.3攀爬驱动装置的传动设计6
2.3.1传动方式的选择6
2.3.2传动设计6
2.4动力系统设计8
2.4.1电机选型8
2.4.2电机参数的选择9
2.4.3电源选择11
第三章爬楼轮椅的结构设计12
3.1 Solidworks软件介绍12
3.2行星轮系的相关参数设计12
3.2.1翻越台阶的几何约束条件13
3.2.2齿轮之间的齿数关系15
3.2.3车轮与车轮之间的几何关系15
3.2.4各零件设计参数的范围初选16
3.2.5最终参数确定17
3.3行星轮系结构部分的实体建模17
3.4传动部分相关参数设计20
3.4.1爬楼模式下的参数设计20
3.4.2平地行走模式下的参数设计23
3.5传动部分零件实体建模26
3.6座椅结构的设计及建模29
3.6.1座椅的整体外形尺寸设计29
3.6.2扶手辅助结构设计30
3.6.3靠背的可调节机构设计31
3.6.4腿托的可调节机构设计32
第四章整体装配35
4.1爬楼梯轮椅的整体装配35
第五章结论与展望38
5.1结论38
5.2展望38
参考文献40
致谢41
第一章绪论
1.1选题背景及研究意义
随着全国老龄人口的增多，国内的无障碍设施也逐步增多，使得除肢体伤残者外的大多数年老体弱者也都愿意选择轮椅作为他们的，轮椅的应用市场慢慢扩大。轮椅的类型也从传统的手动轮椅、电动轮椅逐步向智能型的方向发展，对轮椅的要求也不再只是平地行走，还要具备有爬楼越障的功能。但国内城市目前是以多层公寓式高楼居多，在发展较差的一些中小城市中，电梯的使用甚至都还未完全普及到所有楼房，这导致了轮椅用户上楼不方便的系列问题，使得的使用受到了很大的。
为了解决轮椅用户爬楼难的这一问题，促使人们迫切的想要研究出一款智能型的轮椅，能够适应不同的地形。目前为止，国内外对轮椅类型的研究结果有很多，但仍然还没有体积小、操作简单、价格低且适用于广大肢体伤残者及年老体弱者的爬楼梯轮椅。尽管国外现有等这种智能型多功能轮椅，我国国家计划等所支持的一些相关单位也研发出了、语音及语音控制等功能的智能型轮椅。但是，如果要从我国的经济发展水平出发，根据需求人口的经济状况来看，研究出一款价格合理、重量轻巧、运动灵活的攀爬装置却具有更重要的意义和实用价值。
A0-行星轮传动部分装配图
A3-中心齿轮轴
A3-驱动齿轮轴
A3-行星架外壳1
A4-过渡齿轮轴
