爬楼梯轮椅的设计

 2023-02-28 11:02

论文总字数:19399字

摘 要

在当今社会我国人口结构比例失调,老年人的人口比重上升,如今我国约有1.5亿的老龄人, 老年人口以3.4%[1]的速度在持续增长。我国具有 9千万数量的不具备单独生活能力的人。这些人中有许多的人不便行走。对比我国的发展状况,许多人都住在高楼层的房间里,有些住楼是没有电梯的,所以对于这些不便行走的人来说是一个严重的问题,爬楼梯轮椅的存在具有重要意义。

对于爬梯轮椅在当今社会存在的意义,进行了一定的研究与设计。并且根据国内外的许多书籍资料设计了一款能爬楼梯的轮椅,在当金社会这类产品并未普及,所以这具有一定的重要意义。这个设计经过实际情况与各种要素的考虑,多足式爬楼梯轮椅成为了设计对象,这类的轮椅是最合适的用来爬楼梯的机器,它可以通过四连杆机构实现爬楼梯的使命。

至今为止,设计大部分都已完成,cad的图纸也设计好了,可能还存在一些还未发现的问题还需改良。

关键词:爬楼梯轮椅;多足式;机器;设计

THE DESIGN OF STAIR CLIMBING WHEELCHAIR

Abstract

In today"s society, the proportion of population structure imbalance, the proportion of the elderly population increased, and now there are about one in China"s aging population, the elderly population with 3.4%[1] speed in continuous growth. China has a number of 90 million people do not have the ability to live alone. Many of these people are not walking. Compares the situation of development in China, many people are living in the high floor room, some floor is no elevator, so for the inconvenience of walking is a serious problem, climbing stairs wheelchair has important significance.

In the present society, there are some research and design of the ladder wheelchair. And according to many books at home and abroad, the design of a wheelchair can climb stairs, when the gold society such products are not universal, so it has a certain significance. This design after consideration of the actual situation and the various elements and multi legged climbing stairs wheelchair become the object design, the wheelchair is most suitable for stair climbing machine, it can climb the stairs of the mission by the four connecting rod mechanism.

So far, most of the design has been completed, CAD drawings are also designed, there may still be some problems still need to be improved.

Keywords:starclimbingwheelchair,multipedtype,machine,design

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2课题国内外发展状况 1

1.3课题主要研究内容 1

第二章 爬楼梯轮椅的基本设计与方案 2

2.1机构选择 2

2.2爬楼梯轮椅的原理介绍 2

2.3爬楼机构设计问题及解决方法 3

2.3.1稳定性问题 3

2.3.2如何应对不同尺寸的楼梯 3

2.3.3 减速比的确定 4

2.3.4手把驱动力的计算 4

第三章 轮椅尺寸的设计 7

3.1上楼梯要求的轮椅尺寸改动 7

3.2人体工程学相关的尺寸设计 7

3.3确定爬楼杆的尺寸 9

第四章、具体机构的设计及其校核 10

4.1运用齿轮减速方案的设计与校核 10

4.1.1各个轴的功率扭矩计算 10

4.1.2 高速齿轮组的设计与校核 11

4.1.3 低速齿轮组的设计与校核 15

4.1.4链传动的设计与校核 19

4.2运用链轮减速方案的设计和校核 22

4.2.1高速链传动的设计与校核 23

4.2.2低速链传动的设计与校核 25

4.2.3下方共速链轮的设计与校核 27

4.3 两种方案的对比择优 29

第五章、总结与改进 30

5.1 总结 31

5.2改进 31

致谢 31

参考文献 32

第一章 绪论

1.1 引言

我国有关残疾人的数据表示,残疾人口的数量达到了9000万,这些人中具有身体缺陷的有2600万左右[1]。另外来自有关老年人的数据表明,我国约有1.5亿老龄人口,这些人中超过80岁的老龄人具有9.36%即1400多万。有关人员认为到2025年,老年人将会达到3400万人,这些数据表明爬楼梯轮椅的设计具有重要意义。

1.2课题国内外发展状况

根据有关人员的研究,爬楼梯轮椅可总的概括为三种类型:行星轮式,履带式和多足式。也有把这些轮椅按照爬楼梯运动连续性分类,可以连续运动的叫连续式,另外一种是间歇式。而本次课题主要研究的是多足式,所以下文对多足式爬楼梯轮椅作一些介绍。

足式爬楼梯轮椅具有多组支撑装置存在,它是一种间歇性爬楼梯的轮椅。当这类轮椅工作时,多组支撑机构依次完成使命,最终爬上楼梯。这类轮椅在爬楼梯时的运动也与人类爬楼梯有相同的地方。在工作时,其中一组支撑装置开始支撑,把轮椅升高然后带动另一组支撑装置,然后向前移动一小步,再上升一级楼梯,然后第二组支撑装置开始工作,第一组的支撑装置准备下个动作[2]。就这样一直循环下去,以达到爬上楼梯的效果。

1.3课题主要研究内容

课题主要是要去设计一种方便简洁的能爬楼梯的轮椅。在这基础之上再把轮椅外型的构造改成符合人体工程学,使得坐上去的人能感到舒服。

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