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（全套CAD）殘疾人輪腿式機器人輪椅設計（終稿）

內蒙古民族大學物理與機電學院的蘇和平等人借鑒了的爬樓方式，采用星形輪系作為爬樓梯機構，設計了種雙聯星形機構電動爬樓梯輪椅。改輪椅爬樓時需要人工輔助或者樓梯扶手的輔助支撐，使其能調整重心的位置，安全爬樓。圖雙聯星形爬樓梯輪椅圖圖雙聯星形爬樓梯輪椅改進圖履帶式履帶式爬樓梯裝置的原理類似于履帶裝甲運兵車或坦克，技術較成熟，操作簡單，行走時重心波動很小，對樓梯的形狀尺寸適應性強。英國公司開發的種電動輪椅車，底部是履帶式的傳動結構，可爬樓梯的最大坡度為度，上下樓梯速度為每分鐘個臺階。法國公司生產的電動爬樓梯輪椅，它的底部有四個車輪供正常情況下平地運行使用，當遇到樓梯等特殊地形時，用戶通過適當操作將兩側的橡膠履帶緩緩放下至地面，然后把這四個車輪收起，依靠履帶無需旁人輔助便能自動完成爬樓等功能。圖履式機器人腿式早期的爬樓梯裝置般都采用步行式，其爬樓梯執行機構由鉸鏈桿件機構組成。上樓時先將負重抬高，再水平向前移動，如此重復這兩個過程直至爬完段樓梯。步行式爬樓梯裝置模仿人類爬樓的動作，外觀可視為足式輪椅，采用多條機械腿交替升降支撐座椅爬樓的原理。復合式現今，爬樓裝置個研究創新點是將上述的輪組腿式履帶機構相互結合，吸取各自的優點。比較廣泛的組合思路有以下兩種是輪履腿履殘疾人,輪腿式,機器人,輪椅,設計,畢業設計,全套,圖紙,下載目錄緒論．研究目的．國內外發展現狀方案選擇．常見方案輪組式履帶式腿式復合式．方案分析目前研究中所存在的問題方案選擇.具體方案總體方案結構分析轉向機構越障功能移動方式結構設計.主要參數設計.電機選擇選擇電動機的類型和結構形式行走機構電機選擇計算行走機構電機功率的計算.驅動輪系統設計總體結構驅動輪的結構設計套筒輪軸的結構設計.軸設計與校核總體設計軸的結構設計軸的校核.帶設計確定計算功率選擇帶類型確定帶輪的基準直徑并驗算帶速驗算帶速確定帶的中心距和基準長度驗算小帶輪上的包角計算帶的根數計算單根帶的初拉力的最小值計算壓軸力帶輪的結構設計.車輪半徑尺寸研究結論參考文獻致謝緒論．研究目的輪椅是年老體弱者以及下肢傷殘者必不可少的代步工具，隨著無障礙設施的增多，輪椅使用者的活動范圍逐步加大。但障礙物卻使輪椅受到很大限制，因此研發價格低廉簡單易用的可翻越障礙物的輪椅是康復工程工作者面臨的項比較緊迫的任務?，F代由于采用了傳統的輪式結構，只能夠在平地上行走，面對臺階樓梯這樣比較復雜的地形卻顯得無能為力。解決這問題的最好方法就是改進殘疾人使用的行走設備，也就是說通過改進殘疾人輪椅的機械結構，使其能夠適應日常生活中所碰到大多數的地形。本次設計的題目高通過性輪椅設計，其主要原理在于四個輪子在正常運動中四輪驅動行走而在遇到障礙的時候可以電磁式位置傳感器是利用電磁效應來測量轉子位置的，有開口變壓器鐵磁諧振電路接近開關電路等多種類型，在中用的較多的是開口變壓器。電磁式位置傳感器具有輸出信號大工作可靠壽命長對環境要求不高等優點，但這種傳感器體積較大，信噪比較低，同時，其輸出波形為交流，般需經整流濾波方可使用。第二，磁敏式位置傳感器。磁敏式傳感器是利用些半導體敏感元件的電參數按定規律隨周圍磁場變化而變化的原理制成。其基本原理是霍爾效應和磁阻效應。目前，常見的磁敏式傳感器由霍爾元件或霍爾集成電路磁敏電阻和磁敏二極管等組成。般來說，這種器件對環境適應性很強，成本低廉。第三，光電式位置傳感器。光電式位置傳感器是利用光電效應，由跟隨電動機轉子起旋轉的遮光部分和固定不動的光源等部件組成。有絕對式編碼器和增量式編碼器之分，增量式編碼器精度很高，多用于精密控制中，價格昂貴，且需要附加初始位置定位裝置絕對式編碼器價格低廉，不需要初始定位，但精度不高，可用于定的速度控制中?？傊?，光電式位置傳感器性能比較穩定，體積小重量輕，但對環境要求較高。逆變器將直流電轉換成交流電向電機供正常前進實現轉向抬腿前進三個基本運動單元。.具體方案總體方案本設計方案中的輪腿式機器人它是具有足夠的流動性簡單的機構為目標的環境中，其作用機理是不同的從那些其他的移動機器人。四個車輪被安裝在每個腿尖，和腿機構是很簡單的。在此輪椅系統有四個活動輪，只有五個活動軸，而機器人可以直接移動通過部分的水平的地形。當遇到障礙物的時候它可以像個機器人移動也走在臺階上像腿式機器人，盡管組成的機械結構簡單。結構分析根據本次設計的要求有下三個前提輪腿機器人作為機器人的基本討論越障地形合適的機制，因為這兩個車輪和腿是必要的崎嶇地形的機器人，這類機器人，同時具有高速和高非結構化地形的適應性提出了機器人在地面上有四個接觸點。四是最小數目，以維持其穩定性當它提出了條腿支撐它的身體其他三條腿連接到每個車輪的前端的條腿，因為在很多情況下，沒有足夠的空間可設置的腿和車輪單獨的機器人身體上。轉向機構對于機器人輪椅來說方向控制機器人是必要的，在正常行駛的過程中，以及在越過障礙的時候，都是需要準確控制的。對于這點，阿克曼轉向機構或機制圖中示出的是用于轉向。圖轉向機構越障功能般功能腿機制有利于示于下表。合。比如中國科學技術大學精密機械與精密儀器系研制的種小型全自主多種移動方式相融合的復合式越障輪椅。二是采用了輪履復合如圖所示和輪腿履帶復合如圖所示等結構。設計主要是依靠腿式機構來完成越障，以及履帶平穩性和輪組的靈活性來達到功能的完整。圖輪履復合圖圖輪腿履復合圖．方案分析目前研究中所存在的問題履帶式的缺點就是對路面施加的強壓力，不可避免的對障礙沿有定的損壞，不適合大絕大多數室內障礙。自重較大，平地行走時阻力較大，相對于其他結構，履帶式轉彎需要更大的動力，使用過程中噪聲很大。這些都限制了它在日常生活中的推廣，被接受程度低。腿式爬樓裝置有最好的地形適應力，但承載重量較小，具有較大危險性，且重心偏高。運動相對比較平穩，顛簸感輕微，但同時運行速度較緩。此外，該類型裝置對控制的要求較高，操作比較復雜，在平地行走時運動幅度不大，動作緩慢。復合式爬樓裝置各種機構的復合也給控制方面提出了更高的要求，而且爬樓過程中的穩定性如何適應不同尺寸的樓梯如何實現手動操作省力與省時的問題以及反向自鎖等問題仍然存在。方案選擇本次設計的指以像腿樣的行走，以通過障礙物而在車身則采用滑軌式自動調平結構。．國內外發展現狀國外對爬樓梯裝置的研究開始得相對較早，最早的專利是年美國的發明的爬樓梯輪椅。此后，各國紛紛開始投入此項研究，其中美國英國德國和日本占主導地位，技術相對比較成熟，且有些產品已經投入市場使用。我國對此類裝置的研究雖然起步較晚，但近年來也涌現了很多這方面的專利，然而投入實際使用的還很少。日本千葉工業大學開發出了款全新的輪椅，這個輪椅的獨特之處就是能夠輕易地在不公正的地面上使用。這款輪椅配有排感應器來探測障礙和地面變化，并能夠自動進行調整。借助于四輪驅動和五軸的結構設計，該款智能機器人輪椅能夠完成多種難度動作。平常，它像普通的輪椅樣通過滾動前行，但是如果碰到臺階或者溝道的話，它的輪子就可以變得像腿樣通過障礙。使用者需要做的僅僅是通過操縱桿告訴它往什么方向移動，這個智能機器人輪椅會自動評估周圍的地形然后做出正確動作。當然如果路面不平的話，它會自動控制座椅確保它保持水平。方案選擇．常見方案輪組式輪組式的特點是每個輪組依照星形輪的方式進行運動平地行駛時，各小輪繞各自軸線自轉爬樓梯時，各小輪起繞中心軸公轉。