截瘫病人摇轮椅上下楼梯训练初探

爬楼梯机器人开题报告

开题报告论文题名全方位移动爬楼梯机器人小车的研究 专业名称：机械电子工程＿ 学号：＿ 082358 ＿＿ 学生姓名：鱼帅 导师姓名：＿刘光磊＿＿

目录 一、课题意义 (2) (一)具有越障功能移动机器人的简介 (2) (二) 具有越障功能机器人研究的文献综述 (4) 二、课题方案 (8) （一）课题研究的主要内容 (8) （二）研究目标及创新 (10) 三、可行性分析 (10) 四、课题进度安排 (12) 五、参考文献 (12)

一、课题意义 (一)具有越障功能移动机器人的简介 机器人作为一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。非结构环境中的多功能全自主的移动机器人技术多年来一直是机器人研究中的热点问题之一．但是非结构环境给移动机器人的运动造成了自主决策和路径规划的困难．越障机器人的研究．对扩展机器人的作业空间，在人不能到达或不便到达的环境中进行作业，具有重要的意义。越障机器人还可用于工业中的一些险难作业，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境．减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。其中，移动机器人从事各项事务响应任务时，楼梯是人造环境中的最常见的障碍，也是最难跨越的障碍之一。针对各种不同的运动环境，一直以来移动机器人所采用的运动方式大体包括轮式、履带式、足式等。 国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早，最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国、英国、德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟，且有一些产品已经投入市场使用。我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌现了很多这方面的

爬楼轮椅设计

摘要 本设计首先对轮椅的结构和传动机构进行分析，通过轮椅的主要部件的结构和作用分析，反映出了轮椅在上下楼过程中的运动实现。由原理图分析可以体现和反映出轮椅的内部结构，它主要是由电动机运转带动链轮，使链轮通过链子进行传导，以实现高速轴和低速轴之间的齿轮传动，从而达到轮椅上下楼的安全可靠的完成。在轮椅的设计过程中，主要考虑轮的作用、结构和运动传递进行了分析。在轴的设计过程中，主要论述了材料的选择、载荷分析、结构设计、受力分析、轴承选择、键的选择及对它们的校核等相关内容。 关键词：轮椅轮轴 ABSTRACT First of all, the design of the wheelchair structure and analysis of transmission through the main components of a wheelchair and the role of structural analysis, reflecting a wheelchair down the stairs in the course of the movement. By the schematic diagram analysis, we can embody and reflect the internal structure of a wheelchair, it is mainly driven by the motor running sprocket to sprocket for conduction through the chain in order to achieve high-speed shaft and low-speed gear transmission between the shaft, so as to achieve a wheelchair down the stairs The completion of the safe and reliable. In a wheelchair in the design process, the main considerations of the role of rotation, the structure and motion transmission to the sub -Analysis. In the axis of the design process, focuses on the choice of materials, load analysis, structural design, stress analysis, bearing selection, the choice of keys and check on them and other related content. Key Words：Wheelchair Wheel Axis

自动上楼轮椅说明书

目录 1 绪论 (1) 1.1课题的研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 2 自动轮椅总体设计 (4) 2.1概述 (4) 2.2 总体结构设计 (5) 2.3行星轮机构设计 (6) 3动力系统的设计 (9) 3.1动力系统参数设计 (9) 3.2驱动电机参数设计 (9) 3.3电池选择 (11) 4关键零件的设计计算 (12) 4.1配齿计算 (12) 4.2 链传动计算 (16) 参考文献： (19)

1 绪论 1.1课题的研究背景及意义 随着人口的急剧膨胀，我国的人口老龄化也随之加快，给社会及家庭带来的压力也不断增大。在《人口老龄化发展趋势预测研究报告》中全国老龄委最新发布的资料说明了一个问题：我们所处的21世纪将会是人口老龄化的时期。而我国早在20世纪末就已经步入了老龄化时代，相对于其他国家较早，这更应该引起我们的重视。中国不仅是进入老龄化较早的国家，同时也是老年人口最多的国家。在这个占有世界近1/5人口的国度里的问题就不仅仅是自身的问题了，它也会影响到世界老龄化程度以及进程，这个问题应该值得关注。 另外，由于各种生产事故、交通事故、各种灾害等意外事故导致大量残疾人的出现，这也是整个社会一直面临的问题。在残疾人数量统计的相关报告表明：世界以及我国的一次大量增加，据官方不完全统计，汉川地震造成残疾人数超过7000人，青海玉树地震造成残疾的数量也是一个巨大数据。随着现代科学技术的发展人们的寿命在延长的时间变长。另外由于现代高节奏的生活致使汽车的使用率大幅度提高，交通事故随之增加，导致残疾发生的风险也在加大。以上情况都验证了一个观点，就是残疾人口的数量将不断增加。 轮椅是现在大多数年老体弱者及肢体伤残人士使用较为广泛的代步工具。轮椅的发展也随着社会的需求变得多种多样，人类的智慧引领轮椅行业的发展，智能轮椅在越来越高的使用需求中得到了更多的重视，随着科技的飞速发展，将逐步替代手动轮椅和电动而国内城市尤其是在中小城市中以多层公寓式楼房居多，电梯的使用还没有普及到所有的居民住宅，也给轮椅使用者造成诸多不便。由于考虑到使用区域的广泛性，设计一款使用方便、重量适宜、价格合理的电动爬楼梯轮椅可能会大大的改善老年人和残疾人的生活质量，让他们的出行更为方便，楼梯和路障将不再成为他们出行的障碍。 1.2国内外研究现状 爬楼梯装置的研究已经有了较长的历史，早在19世纪90年代就已经有了此类专利的出现。自此，美、英、日德等发达国家就开始向此领域冲击，经过不断努力开发，也出现了一些成果。由于起步较早，它们在这方面的技术也相对成熟，已经推出此类产品。但现存产品都还存在各种瑕疵，还没有一种能做到尽善尽美。我国对此类装置的研究起步较晚，在近几年也有一些成果产生，但距离形成成熟产品还有很长的路要走。

星轮行星轮转换式可爬楼轮椅设计说明书

星轮行星轮转换式可爬楼轮椅设计说明书 作品内容简介 针对目前普通轮椅不具备爬楼功能，而国内市场上尚未出现比较成熟、实用的爬楼轮椅这一现状，我们设计了一种实用的星轮行星轮转换式可爬楼轮椅。该轮椅既可以像普通轮椅一样在平地上行走，又可以攀爬楼梯，通过手摇来驱动。我们在行星齿轮结构的基础上加以改进，在中心轴和转臂间设一离合器，离合器分离时，驱动中心齿轮便会带动各行星齿轮旋转，此时为行星轮驱动模式，适用于平地行走；而操纵离合器使其结合时，中心轴和转臂锁死，各行星齿轮将不能自传，驱动中心轴整个行星轮系将整体翻转，主动翻越障碍，此时为星轮驱动模式，适用于爬楼梯。这种新的结构我们称之为星轮行星轮转换式结构（该结构我们已经申请了专利）。在此结构的基础上，我们在万向轮两侧增加了一对起引导和越障作用的导向轮，导向轮与万向轮的巧妙结合增强了万向轮的越障能力。此外我们还准确设计重心位置，并将靠背设计成可调形式，爬楼时可以调节重心位置，保证了爬楼时的安全性和舒适性。 1 研制背景及意义 目前市场上的轮椅存在一个很大的不足：由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。很多场合尤其是室外比如银行门前，购物中心门前等都或多或少有几级台阶，而对于室内仍有很多地方没有电梯，对于那些乘坐轮椅的残疾人，他们仍然有很多不便。当然，国家也花费了大量的人力和财力在某些场所修建了相应的轮椅坡道和其它公用设施以方便残疾人活动。但由于受各种因素的影响，这些措施起到的作用仍然非常有限。 解决这一问题的最好方法就是改进残疾人使用的行走设备，也就是说通过改进残疾人轮椅的机械结构，使其能够适应日常生活中所碰到大多数的地形。对于残疾人轮椅车的改进，已有不少人提出各种解决方案：有的使用履带式的辅助爬升设备帮助轮椅上下楼梯，有的采用步进式的结构一步一步往上踏，有的使用精密的陀螺仪控制两轮结构的翻转，立起来上下楼梯，但这些方案都有一些不尽如人意的地方，比如：结构复杂，造价高，使用不便，不能很好的适应平地行驶等，因而都未能得到较广泛的应用。 在总结前人设计经验的基础上，我们在星轮行星轮转换式结构的基础上设计一种新型轮椅，一种简单实用、安全可靠，即能够适应平地行走，又能够上下楼梯的轮椅，希望能够为残疾人带来福音。 2 设计方案 2.1 步进式 受火车的曲柄连杆机构的启发，经过思考，我们想到一种连杆机构，如图1所示，通过驱动三个互成120度的曲柄带动三个踏板交替与楼梯接触前行。在平路的时候和普通的轮椅车是一样的，靠轮子行走，在爬楼梯的时候，驱动轮则切换成上述步进机构，较平稳的沿着楼梯的棱边往上爬，如同爬一个斜坡一样。

Free Walker 多功能概念轮椅设计说明书

上海工程技术大学 设计说明书 Free Walker多功能轮椅设计说明书 学院：材料工程学院 学生姓名：李伟陈伟 指导教师：刘淑梅 设计说明时间：二О一三年8月1日～10月1日共8周

中文摘要 由于我国居民楼中电梯并不普及，无障碍设计水平较低，给老年人士及肢体残疾人士带来了许多不便，为了帮助这类人士的出行，我们设计了这款爬楼梯轮椅。本文设计的电动轮椅通过在轮椅大轮内部增加四杆机构，实现了履带自由收放，使轮椅在平地行走时可像普通轮椅行走，上下楼梯时通过展开四杆机构绷开橡胶履带实现爬楼功能。 此款轮椅行驶速率高，爬楼梯时中心波动缓和，稳定性好，适应性强，能够帮助残疾及老年人士实现自由出行。 关键词：Free Walker，多功能轮椅，履带爬楼梯，UG NX，三维建模 Abstract Because of our residents floor in the elevator is not universal, barrier free design level is low, brings a lot of inconvenience for the elderly and handicapped people, in order to help these people travel, we designed the stair climbing wheelchair. Electric wheelchair designed in this paper by adding four rod mechanism in wheelchair wheel, the track free retraction, the wheelchair when walking on flat ground can be like an ordinary wheelchair walking up and down stairs, through the expansion of four bar mechanism realizing burst rubber track climbing function. This wheelchair driving at high speed, the stairs when center volatility, good stability, strong adaptability, can help the disabled and elderly people to realize the free travel. Keywords: Free Walker, multifunctional wheelchair, crawler stair climbing, UG NX, 3D modeling

关于爬楼轮椅的调查分析报告

关于爬楼轮椅的调查报告

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关于爬楼轮椅的调查报告 前言 据中国残疾人联合会发布的数据，截止2010年末，我国各类残疾人数已达8502万1。分别为，视力残疾1263万人，听力残疾2054万人，言语残疾13万人，涉及2.8亿2亲属。此外，2013年5月的一份数据显示：根据农村贫困残疾人摸底调查，目前我国仍有1500万以上残疾人生活在国家贫困线以下，占贫困人口总数的12%以上3。 在以上残疾人群中，绝大多数都有不同程度的自卑和抑郁情绪，又由于各种不便，他们接触社会、感受大自然，甚至呼吸室外新鲜空气的机会都要比普通人少很多，一部分人甚至处于与世隔绝状态4，这一现状严重影响他们的心理5、性格和身体健康，应当引起残疾人家属、相关单位和全社会的关注。 目前，市场上各类辅具的诞生，也给部分残疾人的生活带来一定程度便利。辅具的使用，可以让残疾人更多的接触社会，更方便的走出家门，有利于融入社会、参与工作和创业。更重要的是，通过走出家门与社会交流，更有利于心情改善和身心健康。各类辅具的诞生也让身患残疾的人们更独立、自由和自尊。但是，面对社会上各种噱头和夸张宣传的存质量及安全隐患的辅具产品，却令人难以筛选，以至于造成不必要的经济损失和安全事故。为此，本文从个人选购辅具的经历出发，主要以近两年刚刚兴起的爬楼轮椅（又名电动爬楼机或电动载人爬楼机）为例，对目前（截止2014年9月）市场上出现的各类型爬楼轮椅作一个技术、性能和安全性等指标的归纳和比对，让众多抱有爱心、孝心和有限积蓄的残疾人家属在选购辅具时，有效规避宣传陷阱和安全隐患。 一、爬楼轮椅的概念 “爬楼轮椅”是一种以蓄电池为动力，实现载人上下楼梯功能的无障碍设备（又名电动爬楼机或电动载人爬楼机）。 二、爬楼轮椅的分类 目前，“爬楼轮椅”可分为：星轮式、履带式、智能踏步式（步进支撑式）、自驾式（其中又分为轮组式和履带式） 1中国残疾人联合会[残联〔2012〕25号]文件 https://www.wendangku.net/doc/1f4338322.html,/ggtz/content/2012-03/12/content_30382667.htm 2国务院残疾人工作委员会办公室2014年3月20日刊发[残工委发〔2014〕1号]文件 https://www.wendangku.net/doc/1f4338322.html,/ggtz/content/2014-03/20/content_30456017.htm 32013年5月20日，中国残疾人联合会转载新华社报导 https://www.wendangku.net/doc/1f4338322.html,/special/6dh/2013-05/20/content_30450395.htm 42014年9月22日广东省残疾人联合会转载羊城晚报讯 https://www.wendangku.net/doc/1f4338322.html,/2013cdpf/dfdt/sjclxx/201409/t20140912_470775.htm

多功能轮椅

机械原理与设计课程设计计算说明书 设计题目： 多功能轮椅 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 年月日

目录 <一> 设计背景与整体规划设计 (3) 一、设计背景与意义 二、整体设计 <二> 行走机构部件的设计与计算 (5) 一、爬楼梯功能结构设计 1.履带式行走机构设计： 2.行星轮式行走机构 <三> 其他功能机构部件的设计与计算 (10) 一、车体主要部件 二、靠背平躺机构 三、防侧翻机构设计 <四> 传动系统设计与计算 (11) 一、电动机的选择 二、减速装置 <五> 设计总结与心得 (13) <六> 参考文献 (14)

<一> 设计背景与整体规划设计 一、设计背景与意义 轮椅为残疾人和体弱老年人必不可少的行走工具，但由于残疾人和老年人身体相对较弱,且较多无工作能力,经济来源有限。而且当他们不使用轮椅时，又需要轮椅便于包装和移动。因此，要求轮椅:轻便小巧,结构紧凑,功能单一，简单易用,价格低廉。轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。据史料记载，最早的轮椅出现在中国的南北朝时期。近现代以来，轮椅发生了很大的改进并且人们逐渐开始把轮椅当做康复运动的工具，人们对残疾人士的关注也随着轮椅的广泛普及而增加。1964年，残障奥运会首次登场。随着竞技的需求，轮椅的设计朝向强调其功能性、舒适性、耐用性与外观酷炫发展。 轮椅的出现，为众多的残疾人士提供了方便、舒适的生活，使他们能更好的生活、工作，使许多的残疾人为社会奉献了强大的力量，同时也引发人们对人生的思考，让社会更加人性化，更加和谐。 因此如何设计和制造一个功能强大、人性化的轮椅成为了当今残疾人士最为关心的问题。现如今的许多轮椅都需要残疾人自己用手推动或他人推动，不方便且费力，并且走在不平坦的路上易颠簸。尤其是爬楼梯的时候，如果楼梯旁没有斜坡，把轮椅抬起将会是极大地麻烦。我们小组做的就是设计一个能上下楼梯并有一些辅助功能的多功能轮椅。 二、整体设计 1、参照标准轮椅尺寸，整体结构尺寸选择如下： 座宽：440mm 背高：380mm 座深：400mm 全高：900mm 全宽：670mm 全长：1000mm 扶手高：220mm

轮式爬楼梯轮椅设计

轮式爬楼梯轮椅设计 一、本课题的研究目的和意义： 高龄人群以及下肢残障者的最大障碍是步行能力的减弱甚至缺失，他们不仅丧失行动力，更需要有劳动能力的人来加以护理。目前，大多数老体弱者及肌体伤残者都选择轮椅作为他们的代步工具，而且使用范围越来越广。轮椅也由手动轮椅、电动轮椅趋向智能轮椅的方向发展，但由于他们一般采用传统的轮式结构，一般仅适合在平地上使用，很少具备爬楼和翻越障碍的能力。楼梯和路障使轮椅的使用受到了很大的限制，很多场合尤其是室外，比如银行、购物中心门前等或多或少有几级台阶，室内也有很多地方没有电梯，这也给轮椅用户造成很多不便。当然，国家也花费了大量的人力和财力在某些场所修建了相应的轮椅坡道和其他公用设施以方便残疾人活动。但由于各种因素的影响，这些措施的作用也非常有限。 为了给老年人和残疾人提供高性能的代步工具，解决楼梯或路障对他们使用轮椅造成的不便，帮助他们提高行动自由度，重新更好的融入社会，并考虑到我国的基本国情，研究一种价格适宜、小巧轻便的轮式爬楼梯轮椅装置具有重大的意义和实用价值。 二、文献综述（国内外研究情况及其发展）： 轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。目前，我国已经进入老龄化社会，随着老人的数量不断增加，由于行动不便对轮椅的需求数量增加，普通的轮椅很难适应我国老人上下楼的需要，因为我国大部分楼房建筑是以六层以下建筑为主，该类建筑中没有安装电梯，对于使用轮椅的人来说，上下楼及其不方便，或重心易下滑，单人难上楼，需另建专用车道。因此迫切需要开发能够简便、轻巧的上下楼轮椅。 在我国，每年约有数十万老人、残疾人等需坐轮椅车行走。过去旧式轮椅车存在不能自行上、下楼等问题，使病人的活动空间大为缩小。并使监护人看护病人也很困难。为了给千百万残疾人一个自由、舒适的空间，再加上该产品有着很大实用性，存在着非常广阔的市场。于是人们不断进行着艰苦的研究，一代又一代可上楼的轮椅应运而生。可自上下楼的轮椅能更好的满足残疾病人的生活需求，使其可以自己穿梭于没有助残设施的高楼大厦内。 在我国残疾人的数量是可观的，越来越多的人关注起他们的日常生活和精神生活。他们渴望能像正常人一样的生活，渴望能够独立完成一些事情，而不用求助于正常人。这样残疾人才会更有信心的面对生活，不被歧视，不成为别人的负担。为了满足残疾人的需求，也是为了更好的建设和谐社会，上楼轮椅成为一个不可或缺的工具。 爬楼梯装置的研究已经有了较长的历史，早在19世纪90年代就已经有了此类专利的出现。特别是美、英、日德等发达国家早就开始向此领域冲击，经过不断努力开发，也出现了一些成果。由于起步较早，它们在这方面的技术也相对成熟，已经推出多种此类产品。但现存产品都还存在各种瑕疵，还没有一种能做到尽善尽美。我国对此类装置的研究起步较晚，在近几年也有一些成果产生，但距离形成成熟产品还有很长的路要走。 目前已经存在的爬楼梯装置也是各种各样，可以按照爬楼方式分为履带式、星轮式、腿足式以及复合式爬楼梯装置。各种装置都有自己的优点，但也都存在一定不足。 （1）履带式 履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。如英国Baronmead公司开发的一种电动轮椅车，底部是履带式的传动结构，可爬楼梯的最大坡度为35度，上下楼梯速度为每分钟15~20个台阶，如图1所示。法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅，它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用，当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无

爬楼梯轮椅设计说明

人力式平稳爬楼轮椅设计说明书 组成员： 指导教师：职称： 申请时间：2010年12月27日 目录 一、设计的目的和意义 (3) 二、问题提出 (4) 三、设计方案选择 (5)

四、机构尺寸设计 (7) 五、构件三维造型 (9) 六、运动仿真分析集成 (11) 七、设计总结 (12) 八、参考文献 (12) 人力式平稳爬楼轮椅 一、设计的背景和意义 高龄人群以及下肢残障者的最大障碍是步行能力的减弱甚至缺失，他们不仅丧失行动力，更需要有劳动能力的人来加以护理。目前，

大部分年老体弱者及肢体伤残者都会选择轮椅作为他们的代步工具，并且大都需要家人或护理人员伴随协助轮椅的使用。然而，普通轮椅无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其参与社会生活。尤其是国内城市以多层公寓式楼房居多，电梯并没有普及到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。 为了缓解上述弱势群体因为比例显著增加而给社会经济、医疗护理各方面带来的巨大压力，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，除了增加房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，扩大轮椅的使用范围之外，改进现有的普通轮椅，使其兼备平地行驶以及爬越楼梯障碍两种功能，成为更行之有效、立竿见影的措施。 因此，为了解决上述需求，给老年人和残疾人提供性能优越的代步工具，解决楼梯对他们生活造成的不便，同时考虑使用者的经济承受能力，研究一种价格适宜、平稳安全的爬楼梯装置具有重大的意义和实用价值。 二、现有产品分析及产品简介 目前市场上的爬楼轮椅采用的主要是两种爬楼方式——履带式和轮组式爬楼轮椅。 （图1）轮组式爬楼轮椅

如上图1，轮组式的轮椅则大都采用三叶轮式和四叶轮式，机构精巧，但无法克服爬楼时两台阶间的震荡，上下楼梯时该类型装置重心起伏较大，会使乘坐者感到不适而且难以实现在平地上的独立行走，需要其他人的时刻陪护和推拉。 （图2）履带式爬楼轮椅 （图2）为履带式爬楼轮椅，履带式爬楼装置技术较成熟，操作简单，行走时重心波动很小，对楼梯的形状、尺寸适应性强。但履带式的多为电力机构系统，需要大功率的电机和笨重的履带，同时对于履带的精确控制，对于重心的平衡都使得机构过于笨重庞大而且造价高昂。 在对现有的产品进行详细了解和分析的基础上我们设计了履带式和传统式相结合的设计，使得轮椅在爬楼时能像履带式爬楼轮椅一样的平稳，不需要他人陪护，在平地上更可以独立自由行走，转向自如，同时简化了机构，不需要外加大功率电机、复杂控制系统及笨重的履带，大大减轻了重量，降低了制造成本。

爬楼车毕业设计说明书

前言 近年来随着计算机技术蓬勃发展，计算和数据传送速度大幅度提高。以此硬件为基础，许多智能算法得以在短时间内实现，智能机器人正变得越来越聪明。随着现实生活中对机器人技术应用的发展，使得机器人成为战胜自然和虚拟障碍的必需品。在很多危险场所，如战场、核生化灾害地、恐怖爆炸地等需要愈来愈多的移动机器人搭载机械手等设备代替人去执行任务。众所周知机器人自主爬楼梯是移动机器人完成危险环境探查、侦察、救灾等任务需要具备的基本智能行为之一。 目前，主要有腿式、履带式、轮式爬楼车移动机器人，腿式的如四足和六足机器人，尽管这些机器人能够爬楼梯和穿越障碍，但由于腿部的运动，它们不能在平坦的表面上平滑运动；履带式移动机器人以其强大的地形适应性而倍受青睐，其所受的摩擦力均匀分布在履带上，而轮式小车的摩擦力只是集中在轮胎与地面的接触面上，就抓地力而言它们是一样的，但在小车转弯或者爬坡时，履带式小车所受的摩擦力分布不会像轮式小车那样发生剧变，所以就表现出更好的操控性，但是转弯时，履带的磨损、履带开模难度大等都成为其应用的瓶颈；轮式移动机器人克服了履带式的这些缺点，在满足一定地形适应性的前提下，可以充分发挥移动机器人移动灵活、控制简单等优点。一般来说，轮式移动机器人对地形的适应性大小与轮子的数量成正比，但随着轮子数量的增加，又带来了机器人体积庞大、重量重等缺点。爬楼轮式行驶系统均采用各轮独立驱动,自主工作的方式,同时各轮均采用弹性悬挂方式,故工作起来方便灵巧,同心性和转向性均较好。刚性轮具有较高的机械可靠性,较好的转向性和环境适应性,但其行驶稳定性和耐磨损性均较差。充气轮虽然具有较好的行驶稳定性和越障能力,但其环境适应能力差,故不能应用到爬楼车中。金属弹性轮的爬坡性能、耐磨损性、环境适应性以及机械可靠性、越障能力均较好,但其转向性能较差。椭圆轮、半球轮和无毂轮的爬坡和越障性能及耐磨损性能均较好,但其行驶稳定性较差,机械可靠性最低。综合各方面的优缺点，轮式机器人是比较合理的。

智能轮椅(机械部分)资料

华中科技大学 武昌分校 毕业设计（论文） 智能轮椅的设计（机械部分） 系别：机电与自动化学院 专业班：机电1201班 姓名：胡天华 学号：20121100016 指导教师：李奕 2016年5月

智能轮椅的设计（机械部分）Design Of Intelligent wheelchair (Mechanical part)

摘要 轮椅在老年人以及残疾人的生活中扮演着重要的角色，随着社会的发展，特别是城市的快速扩张和建设，以及人口老龄化问题越来越严重和残障者数量的不断增加，对辅助步行工具的需求日益提高。而高楼大厦鳞次栉比，越来越多的天桥，公园的台阶，小区上下楼等，却越来越困扰着轮椅使用者。轮椅作为残障者的唯一出行工具，受到了越来越多的制约，传统轮椅已经不能满足多数人的需求。而随着科技的发展及技术的进步，轮椅，应该被加以改进以适应现代社会的环境。 综上所述，本文在经过研究论证的基础上，采用行星轮机构，针对本文中所使用的双电机分别驱动左右轮的方案，在平地行驶时，使用电机驱动，四轮着地。通过控制两侧车轮的转速从而实现转弯控制。爬楼时，通过行星轮翻转来实现上下楼梯行走。 关键词：爬楼轮椅行星轮机构设计

Abstract Wheelchair play in the life of the disabled and the elderly in an important role, along with the development of society, especially the rapid expansion and construction of the city, as well as an increasingly serious problem of population aging and the increasing number of persons with disabilities, to assist walking the increasing demand for tools. And row upon row of tall buildings, more and more bridges, stairs park on a cell downstairs, etc., are increasingly plagued wheelchair users. As the only handicapped wheelchair travel tools, has been more and more restricted, conventional wheelchairs can not meet most people's needs. With the advancement of technology and the development of technology, the wheelchair should be modified to adapt to the environment of modern society. In conclusion, on the basis through feasibility studies on the use of planetary gear mechanism, for dual motor used herein, the left and right wheels are driven scheme, when the ground running, use motor drive, four-wheel ground. Having four-wheel drive characteristics. By controlling the rotational speed of the wheels on both sides, to achieve turn control. When climbing stairs, driving motor is rotated by another planet rocker, two pairs of wheels alternately the ground, in order to achieve and down stairs Key words: Climbing stairs wheelchair planetary gear Mechanism Design

楼梯轮椅原理

楼梯轮椅原理 手动爬楼梯的轮椅的原理 手动爬楼梯轮椅爬行部件的改进 1手动爬楼梯轮椅爬行原理及存在的问题 普通轮椅不具备攀登楼梯和跨越路障的功能，这大大限制了以轮椅为代步工具的下肢截瘫患者及年老体弱者的活动范围。为了解决这一问题，也考虑到我国多数轮椅使用者目前的经济承受能力，爬行装置不应过分复杂。清华大学精仪系康复研究中心首先开发了手动爬楼梯轮椅〔2〕。它是在普通轮椅上加设一套爬楼梯执行机构和驱动系统而成,即可以在平地行驶，又可以仅凭借使用者双臂的力量使轮椅上、下楼梯。该爬楼梯轮椅的结构简图见图1，其主要特点是在普通轮椅的两侧各加设一套由平行四边形机构组成的爬楼梯执行机构。每套机构中的两等长连架杆（曲柄3、8）各与一个相同齿数的齿轮（4、10）相固接，用链条7来驱动。两侧的四个曲柄以相同的相位安装，连杆（即爬楼梯杆9）的两端各有一条“腿”，四条“腿”与轮椅原有的四个轮形成两套支承系统。当摇动手把1，经过一套传动机构，使四个曲柄同步转动时，两套支承系统轮番着地，并将另一套支承系统托起送到上（或下）一个台阶，直到登完一段楼梯。轮椅的座位及靠背可调整其倾斜度，以使爬楼梯时座位总处于水平位置。为了降低爬楼梯过程中轮椅的重心高度，增加稳定性和安全性，无论上楼梯或下楼梯，均采用“面向楼下”的方式，即上楼梯时采用后退方式（见图2）。

此轮椅在平地行驶时，只需将辅助爬楼梯杆9的四条“腿”抬离地面锁定即可。工况转移极为简便。由此轮椅的爬楼梯工作原理可知，在爬楼梯的中间工作段时，轮椅质心的理论位移曲线为纯圆弧状。由于本爬楼梯执行机构的尺寸是按楼梯台阶尺寸的统计平均值设计的，为了适应爬不同尺寸的楼梯台阶需要，乘员在爬楼梯操作时，需不时地调整轮椅相对楼梯的位置，如使每爬上（下）一级台阶前，都使大轮紧靠在本级台阶的立壁上。但是这样频繁地调整，无疑增加了操作的复杂性。如果使爬楼梯执行机构的规格成为可调的，来适应楼梯尺寸的变化，又会使机构结构复杂起来，这个矛盾需要解决，否则影响爬楼梯轮椅的实用价值。作者通过改变爬杆9的型式，使手动爬楼梯轮椅对不同的楼梯尺寸具有良好的适应性 2对爬行部件的改进及效果 在原爬楼梯轮椅爬楼梯时，爬楼梯杆9的四条“腿”着地的位置，会因为台阶的尺寸不同和乘员操作的不确定性而变化，这种着地位置的变化，在每爬上（下）一级台阶后，都要及时调整轮椅相对台阶的位置，如使每爬上（下）一级台阶前，都使大轮紧靠在本级 台阶的立壁上，这种作法成为爬下一级台阶的标准起步要求。否则，连续几步的爬行误差积累，会使接下来的爬行失败，甚至导致轮椅翻倒。这样频繁地调整位置，乘员会很辛苦，特别是对年老体弱和下肢截瘫患者，影响了爬楼梯轮椅的实用价值 为了改善这种状况，作者试验改变爬楼梯杆9的形状和尺寸如图3所示，

关于爬楼轮椅的调查报告

关于爬楼轮椅的调 查报告

关于爬楼轮椅的调查报告 前言 据中国残疾人联合会发布的数据，截止末，中国各类残疾人数已达8502万1。分别为，视力残疾1263万人，听力残疾2054万人，言语残疾13万人，涉及2.8亿2亲属。另外，5月的一份数据显示：根据农村贫困残疾人摸底调查，当前中国仍有1500万以上残疾人生活在国家贫困线以下，占贫困人口总数的12%以上3。 在以上残疾人群中，绝大多数都有不同程度的自卑和抑郁情绪，又由于各种不便，她们接触社会、感受大自然，甚至呼吸室外新鲜空气的机会都要比普通人少很多，一部分人甚至处于与世隔绝状态4，这一现状严重影响她们的心理5、性格和身体健康，应当引起残疾人家属、相关单位和全社会的关注。 当前，市场上各类辅具的诞生，也给部分残疾人的生活带来一定程度便利。辅具的使用，能够让残疾人更多的接触社会，更 1中国残疾人联合会[残联〔〕25号]文件 2国务院残疾人工作委员会办公室 3月20日刊发[残工委发〔〕1号]文件 3 5月20日，中国残疾人联合会转载新华社报导 4 9月22日广东省残疾人联合会转载羊城晚报讯 5 4月8日中国残疾人联合会

方便的走出家门，有利于融入社会、参与工作和创业。更重要的是，经过走出家门与社会交流，更有利于心情改进和身心健康。各类辅具的诞生也让身患残疾的人们更独立、自由和自尊。可是，面对社会上各种噱头和夸张宣传的存质量及安全隐患的辅具产品，却令人难以筛选，以至于造成不必要的经济损失和安全事故。为此，本文从个人选购辅具的经历出发，主要以近两年刚刚兴起的爬楼轮椅（又名电动爬楼机或电动载人爬楼机）为例，对当前（截止 9月）市场上出现的各类型爬楼轮椅作一个技术、性能和安全性等指标的归纳和比对，让众多抱有爱心、孝心和有限积蓄的残疾人家属在选购辅具时，有效规避宣传陷阱和安全隐患。 一、爬楼轮椅的概念 “爬楼轮椅”是一种以蓄电池为动力，实现载人上下楼梯功能的无障碍设备（又名电动爬楼机或电动载人爬楼机）。 二、爬楼轮椅的分类 当前，“爬楼轮椅”可分为：星轮式、履带式、智能踏步式（步进支撑式）、自驾式（其中又分为轮组式和履带式） 三、爬楼轮椅介绍 1、星轮式爬楼轮椅

可爬楼梯轮椅

智能可爬楼梯轮椅 轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，随着无障碍设施的增多，轮椅使用者的活动范围逐步加大，但楼梯却使轮椅受到很大限制。目前的轮椅、电动轮椅能在坡度小于12度平坦的路面上行驶，但遇到楼梯台阶、沟槽、坎就无法跨越。当然随着我国城市化进程的不断加快，各类无障碍设施不断出现，以及重要的公共场合都会有特殊通道以供他们使用。但由于我国无障碍设施建设的滞后，很多地方都还没有无障碍设施，使他们的日常出行与生活造成相当大的不便，鉴于楼梯、台阶是最常见的障碍，研究爬楼梯的轮椅车能给由于生理机能变化的老年人，先天或意外致残等行动不方便人士提供一种能方便自我、操作方便、使用安全的、能将代步、跨越沟、坎、台阶与楼层（楼梯）融为一体的工具。解决他们在康复前的生活、学习、工作、交流等实际困难，减少他们由于自身身体缺陷而造成的不便。 出于对乘坐者安全性、爬楼梯稳定性、控制容易性以及操作简单性等方面考虑设计一种三星轮式爬楼梯装置,其中一个星轮为轮毂电机。采用三星轮机构爬楼越障,采用轮毂电机平地行驶,实现了爬楼功能和电动轮椅功能的有机结合。 星轮机构通过星轮架绕回转中心的公转，三星轮轮流作支点交替翻转实现攀爬楼梯的功能。另外出于对安全性问题考虑，在爬楼过程中三个星轮都处于锁死状态，这样就要求三个星轮都是可控制的。再者考虑到星轮机构的一个缺点就是对于台阶的适应能力不强，每次爬升的步长是确定的。山于这个缺点使星轮式爬楼机构很难做到适应不同步长的台阶。让每个星轮都有向前行驶的能力，这使对台阶适应能力不强的问题得到很好的解决，同时由于向前行驶的动力源是可控的也满足了爬楼时每个星轮都是可控的这个要求。而且使用这样的机构使平地行走和楼梯攀爬可以使用同一个机构，缩小了轮椅整体尺寸并且降低了重量。星轮的个数可以采用多个，行星轮多的优点是轮椅爬楼梯时的稳定性好，重心波动范围小，但随之而来的缺点是体积会越来越大。为了满足体积小重量轻且爬楼稳定的要求，采用三个行星轮，圆周均匀布置，具体结构如图所示。其中两个星轮使用普通轮，另外星轮使用轮毅电机。攀爬楼梯时三个轮的作用均为行星轮，在平地行走时，轮毅电机着陆来实现行走功能，另外两个轮子也具有行走能力，以便短距离移动来适应不同步长的楼梯。由于轮毅电机要绕回转中心公转，为了解决给轮毅电机供电问题采用集流环导电。此外为了实现平地行走时一转弯的灵活性，采用两侧轮毅电机差动控制来实现。攀爬楼梯时，攀爬电机驱动星轮机构绕轴心公转实现上下楼梯的功能。

爬楼梯的自行轮椅车设计(含全套CAD图纸)

爬楼梯的自行轮椅车设计（含全套CAD图纸）

目录 1 绪论 (3) 1.1 课题研究原因和意义 (3) 1.1.1课题研究的原因 (3) 1.1.2课题研究的意义 (3) 1.2 目前国内外研究状况 (3) 1.2.1轮组式 (4) 1.2.2履带式 (5) 1.2.3腿式 (6) 1.2.4复合式 (6) 1.3 目前研究中所存在问题 (7) 2 系统方案设计 (9) 2.1 系统方案确定 (9) 2.2智能电动越障爬楼轮椅系统构成 (10) (15) 2.2.3驱动控制系统 (16) 3 轮椅驱动模块设计 (18) 3.1 电机的选择 (18) 3.2 电机工作原理 (20) 3.3 电源的选择 (23)

3.4控制核心C8051F020 (23) 3.4.1 C8051FO20概述 (23) 3.4.2主要性能参数 (24) (25) (25) (26) 3.6 电机驱动电路 (27) 4 系统控制方案设计 (30) (30) (32) 4.2.1 并行控制 (32) 4.2.2 主从控制 (33) 5 轮椅车控制算法设计 (35) 5.1 速度检测电路 (35) 5.2 PID控制方法 (36) 5.2.1 PID控制方法介绍 (36) 5.2.2 数字式增量PID控制算法 (38) 5.2.3 标准PID算法的改进 (39) 5.2.4 干扰的抑制 (40) 5.2.5 PID调节器的参数整定 (40) 6 轮椅车控制模块的数学模型 (43) 6.1 系统运行方框图 (43)

6.2系统运行原理 (44) 6.3建立数学模型 (44) 7 软件实现 (50) 7.1 单片机片内的资源配置 (50) 7.1.1 单片机内各功能模块配置 (50) 7.1.2 单片机的端口配置 (51) 7.2 程序模块介绍 (51) 7.2.1 初始化模块 (51) 7.2.2 测速子程序 (53) 7.2.3 主程序 (56) 7.3 总程序 (58) 总结 (67) 参考文献 (68) 致谢 (69) 全套图纸加36296518

肌力训练操作规范

肌力训练操作规范 一、定义 肌力训练是运动疗法中的基本训练手段之一。有如下方面的作用和意义：防止失用性肌萎缩，特别是当肢体在治疗时被固定后所引起的暂时性肌萎缩；肌力训练加强关节的动态稳定性，防止负重关节发生机能改变。 肌力训练方法有徒手训练和器械训练。 徒手肌力训练时一般不需要仪器设备。 器械训练时，有哑铃、沙袋、实心球；弹性阻力装置；滑轮系统；等张力矩臂组件，如股四头肌训练器等；可变阻力装置；等长肌力训练装置；等速肌力训练装置等。 通常可根据患者不同肌肉功能障碍情况选用不同训练方法和训练仪器。等张抗阻训练和等速抗阻训练： 二、作用 （1）防治失用性肌萎缩，特别是肢体制动后的肌萎缩 （2）防治因肢体创伤、炎症时疼痛所致的肌萎缩 （3）促进神经系统损害后的肌力恢复。帮助维持肌病时的肌肉舒缩功能 （4）调整肌力平衡，对脊柱侧弯、平足等骨关节畸形起矫治作用 （5）增强躯干和腹背肌力平衡，改善脊柱排列及应力分布，增加脊柱稳定性，防治脊柱疾病 （6）改善原动肌与拮抗肌之间的平衡，以促进关节的动态稳定性，防止负重关节的退行性改变 （7）增强腹肌和盆底肌训练对防治内脏下垂、改善呼吸及消化功能有一定意义 三、原理 （1）肌肉适应性改变：肌力训练的作用并非是肌纤维的增加。在人类出手之后，肌纤维的数量就已定局。通过肌力训练主要是使肌肉产生适应性变化，并由此增强肌力。肌肉的适应性变化包括：①使肌肉的形态结构变的更加发达、完善，同时肌肉功能也可获得改善。②经系统的肌力增强训练后，肌肉体积增大，

肌纤维增粗，收缩蛋白、肌红蛋白、酶蛋白增加，ATP、热能含量和糖原储备增加，毛细血管密度增加，结缔组织量也增多。 （2）超量恢复：训练时和训练后肌肉的即时变化为疲劳和恢复的过程。训练后肌肉出现疲劳时，肌肉的收缩力量、速度和耐力均明显下降，同时能源物质等也有所消耗。这需要通过一定时间的休息才能使生理功能逐渐恢复，消耗的能源物质得以补充。在恢复到训练前水平后，可出现一个超量恢复阶段，即各项指标继续上升并超过训练前水平。如果下一次肌力训练在前一次训练后的超量恢复阶段内进行，那么就可以该超量恢复阶段的生理生化水平为起点，使超量恢复叠加和巩固起来，实现肌肉形态及功能的逐步发展。因此，超量恢复是肌力训练的生理学基础。 四、操作步骤 1．根据患者原有肌力水平选择合适的肌力训练方式。 （1）肌力为0级时，宜进行电刺激疗法、被动运动及传递冲动训练（即患者在思想上用力试图作肌肉收缩活动）。传递冲动训练与被动运动结合进行，效果较好。 （2）肌力为1~2级时，宜进行电刺激疗法、或肌电生物反馈电刺激疗法。此时肌肉已有一定的肌电活动，肌电生物反馈电刺激疗法效果较佳，同时配合助力运动训练和其他免荷运动训练。 （3）肌力为3~4级时，宜进行徒手抗阻训练和各种器械的抗阻训练。 （4）耐力较差的肌肉群，宜进行肌肉耐力训练。 2．徒手抗阻训练 （1）训练前首先评定患者的肌力和关节活动度情况，明确功能受限程度，以确定适宜的抗阻运动形式和运动量。 （2）使患者处于适合训练的舒适体位，以被动运动形式向患者演示所需的运动，告诉患者尽最大努力但在无痛范围内完成训练，训练过程不要憋气；治疗师只起指导、监督作用。 （3）将阻力置于肢体的远端，确定阻力的方向，一般为所需运动的相反方向，避免替代运动。 （4）提供的阻力应适合患者现有的肌力水平，初始为次最大阻力，以后逐渐增大阻力；训练中动作宜平稳，患者的最佳反应为无痛范围的最大用力。 （5）患者如不能全关节活动范围运动、或训练中有明显疼痛、收缩的肌肉发生震颤、发生替代运动时，应改变施阻的方向或降低阻力力量。 （6）训练中应适当提供语言指令，以增加训练效果。 （7）每一运动可重复8~10次，并有一定的休息，逐渐增加训练次数。 3．器械抗阻训练 主要由训练器械施加阻力，以增加患者的肌力和肌肉耐力，恢复肢体运动功能的训练方法。适用于肌力在3级以上者。根据肌肉收缩不同方式，器械抗阻训练分为等长抗阻训练、等仪器设备