電動(dòng)輪椅車設(shè)計(jì)

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1、目 錄 1 序言 1 1.1選題的目的及其研究意義 1 1.2課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.2.1電動(dòng)輪椅的現(xiàn)狀 1 1.2.2電動(dòng)輪椅的發(fā)展趨勢(shì) 2 1.2.3研究方法 2 1.2.4應(yīng)用領(lǐng)域 2 1.3主要研究?jī)?nèi)容、途徑及技術(shù)路線 3 2 電動(dòng)輪椅驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)及主要參數(shù) 4 2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 2.2驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2.2.1輪椅驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方案分析及選擇 4 2.2.2前輪轉(zhuǎn)向式驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 2.3 主要尺寸 7 3 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型 8 4蓄電池選用 12 5 減速器設(shè)計(jì) 14 5.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的參數(shù) 14 5

2、.2齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 15 5.2.1齒輪材料和熱處理的選擇 15 5.2.2按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 15 5.2.3齒輪幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 5.2.4按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)齒輪 17 5.2.5幾何尺寸計(jì)算 19 6 鏈輪設(shè)計(jì) 21 7 電動(dòng)輪椅整體設(shè)計(jì) 23 7.1車身骨架設(shè)計(jì) 23 7.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 8 總結(jié) 26 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 1 序言 電動(dòng)輪椅是一種以蓄電池為能源、電子裝置控制驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力輪椅車。使用者可通過控制裝置自行驅(qū)動(dòng)輪椅車行進(jìn)。適用于高位截癱、偏癱及下肢功能障礙者使用，是一種比較理想的康復(fù)和代步工具。

3、 隨著生活水平的提高，人們對(duì)老年人和殘疾人的關(guān)注度日漸提高，各種各樣的電動(dòng)式輪椅進(jìn)入消費(fèi)者的視線。我國(guó)的輪椅發(fā)展比較緩慢，直到20世紀(jì)90年代后，隨著中國(guó)人口的老齡化越來越嚴(yán)重，輪椅才有了較快的發(fā)展。輪椅是老年人和肢體傷殘者不可缺少的康復(fù)和代步工具?，F(xiàn)有的輪椅以手動(dòng)居多，存在一定不足，缺乏動(dòng)力效能不能滿足使用者日常生活和出行需要，長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)讓人感到疲勞，而且在實(shí)際使用中通常需要人員輔助。目前市面上的電動(dòng)輪椅價(jià)格不菲，普通家庭消費(fèi)不起，部分是以改變電機(jī)的電流來實(shí)現(xiàn)控制輪椅速度，這不僅對(duì)電機(jī)損耗較大，而且功能不夠全面，安全系數(shù)較低，實(shí)用性不強(qiáng)。如當(dāng)遇到刮風(fēng)或者爬坡時(shí)，有時(shí)會(huì)很難前進(jìn)。由于

4、直流電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速一般較高，遠(yuǎn)高于輪椅平穩(wěn)行駛時(shí)后輪所要求的轉(zhuǎn)速，而直流電機(jī)的額定輸出轉(zhuǎn)矩又較低，不足以驅(qū)動(dòng)后輪克服地面摩擦阻力轉(zhuǎn)動(dòng)，所以，必須在直流電機(jī)輸出端設(shè)置減速器，以減低輸出轉(zhuǎn)速，增大輸出轉(zhuǎn)矩。 電動(dòng)輪椅的現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)對(duì)電動(dòng)輪椅的研究較晚，尤其是智能電動(dòng)輪椅，研究還不完善，但近幾年發(fā)展很快。國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)的電動(dòng)輪椅大部分為四輪式和六輪式，一般都具有調(diào)速、翻越簡(jiǎn)單路障和防傾倒等功能。雖然國(guó)內(nèi)電動(dòng)輪椅研究還不太完善，但在一定的基礎(chǔ)上還是有所提高的。例如有些生產(chǎn)商在原有輪椅的研究上，發(fā)明出利用驅(qū)動(dòng)左、右動(dòng)力后輪的左、右電機(jī)串聯(lián)連接設(shè)計(jì)，從而具有差動(dòng)速度功能，使電動(dòng)輪椅行駛

5、時(shí)穩(wěn)定舒適、轉(zhuǎn)向可靠。近幾年，還出現(xiàn)了手扶電動(dòng)、可爬梯以及站立式電動(dòng)輪椅。 自1986年英國(guó)開始研制第一輛智能輪椅以來，許多國(guó)家投入較多資金研究智能輪椅。如美國(guó)麻省理工學(xué)院WHEELESLEY項(xiàng)目、法國(guó)VAHM項(xiàng)目、德國(guó)烏爾姆大學(xué)MAID（老年人及殘疾人助動(dòng)器）項(xiàng)目、Bremen Autonomous Wheelchair項(xiàng)目、西班牙STAMO項(xiàng)目、加拿大AAI公司TAO項(xiàng)目、歐盟TIDE項(xiàng)目等。1989年法國(guó)開始研究VAHM項(xiàng)目，第一階段的智能輪椅由輪椅、pc486、超聲波傳感器、人機(jī)界面和一個(gè)可匹配用戶身體能力轉(zhuǎn)換的圖形屏幕組成設(shè)置為手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)三種模式，手動(dòng)時(shí)輪椅執(zhí)行用戶具體

6、指令和行動(dòng)任務(wù)；自動(dòng)狀態(tài)時(shí)用戶只需選定目標(biāo)，輪椅控制整個(gè)系統(tǒng)，此模式需要高度的可靠性；半自動(dòng)模式下用戶與輪椅分享控制。為了更好適應(yīng)用戶需求，研究者在康復(fù)中心進(jìn)行了一系列調(diào)查，得出結(jié)論：系統(tǒng)必須是多功能的，不僅應(yīng)適應(yīng)殘障人士的生理和認(rèn)知能力，也應(yīng)適應(yīng)環(huán)境的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)后研制出第二代產(chǎn)品，相對(duì)于第一代產(chǎn)品，其功能更豐富，面向用戶范圍更廣，性價(jià)比更好，改良了大量控制。 高性能電動(dòng)輪椅的生產(chǎn)廠家集中在國(guó)外，技術(shù)較先進(jìn)的國(guó)家有美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、瑞典、日本和比利時(shí)等。生產(chǎn)的電動(dòng)輪椅功能強(qiáng)大，除一般功能外，還有可記憶地圖、自動(dòng)導(dǎo)航、避障、自動(dòng)行走、與用戶交互等功能，結(jié)構(gòu)也多種多樣，有四輪

7、式、三輪式、六輪式和履帶式等多種多樣，性能也較優(yōu)秀，除能適應(yīng)城市中平坦路況外，有些還能登山越野，適應(yīng)較大坡度和不平度的路況。近幾年，國(guó)外在高檔輪椅方面又有了很大的發(fā)展，例如IBOT智能輪椅，不僅能夠輕松平穩(wěn)地在崎嶇和很大坡度的路面行駛，還能夠上下樓梯，而且可以利用2個(gè)后輪站立或行走。在日本，還發(fā)明了一種靠臉部表情來控制的高級(jí)電動(dòng)輪椅，使用者只需在頭上系上一根特殊的帶子，然后通過改變表情就可以實(shí)現(xiàn)輪椅的運(yùn)動(dòng)。 電動(dòng)輪椅的發(fā)展趨勢(shì) 隨著機(jī)器人技術(shù)、人工智能技術(shù)和傳感器技術(shù)的進(jìn)步，電動(dòng)輪椅的研究朝著高性能、多功能、智能化和人性化的方向發(fā)展。智能輪椅不但可以為老年人和殘疾人提供一種良好的代步工具，

8、而且可以具有自主導(dǎo)航、自主避障、人機(jī)對(duì)話等服務(wù)機(jī)器人所具有的各種功能，因而可以幫助殘疾人和老年人提高自己的生活自理能力和工作能力，使他們更好地融入社會(huì). 研究方法 初期的研究，賦予輪椅的功能一般都是低級(jí)控制，如簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)、速度控制及避障等。隨著機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人大量技術(shù)用于輪椅，電動(dòng)輪椅在更現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上，有更好的交互性、適應(yīng)性、自主性。 應(yīng)用領(lǐng)域 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電動(dòng)輪椅的強(qiáng)大功能不僅適用于年老體弱的老年人和重度殘疾的傷患，同樣的，它也適合于大型車間工人的代步工具。 說明 此文僅提供給大家參考學(xué)習(xí) 本人近300份同類文本為防止抄襲 均已做圖化處理 如有朋友想了解我這有些哪些其他課題 可前往空間 查詢課題名 再通過豆丁文庫搜索同名課題即可看到我的作品 感謝豆丁網(wǎng)文庫工作人員的辛勤審核 給大家?guī)矶苟【W(wǎng)這樣一個(gè)知識(shí)分享平臺(tái)。 希望大家多多支持豆丁網(wǎng)和我分享所有的作品 To讀者 某度文庫真心差，某度文庫只是因?yàn)槲覉D化了我的文檔，而多次以內(nèi)容缺失不連貫為由，拒絕我的提交，難道非要傳原版，讓人得以復(fù)制粘貼助長(zhǎng)學(xué)術(shù)腐敗的不良風(fēng)氣？真正愿意分享資料負(fù)責(zé)認(rèn)真給大家學(xué)習(xí)平臺(tái)的還是豆丁網(wǎng)比較好，所以我轉(zhuǎn)而選擇了豆丁網(wǎng)。 此段純屬作者我吐槽，以表達(dá)對(duì)店大欺人的某度的不滿，并由衷感謝豆丁網(wǎng)的支持。