轮腿混合式轮椅座椅姿态调节机构设计与运动学仿真

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1、分类号：TH122密级：UDC：621.8编号：15-085201-47M河北工业大学硕士学位论文轮腿混合式轮椅座椅姿态调节机构设计与运动学仿真论文作者：汤俊勇学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：机械工程指导教师：曹东兴职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金（NO.51275152）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringWHEEL-LEGGEDMIXEDWHEELCHAIRSEATATTITUDEREGULATINGMECH

2、ANISMDESIGNANDKINEMATICSSIMULATIONbyTangJunyongSupervisor:Prof.CaoDongxingApril2015ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51275152.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明

3、确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要随着生活水平的不断提高，轮椅广泛应用于老年人和肢体残疾人的出行。普通轮椅通常只能平地行走，当遇到楼梯沟壑

4、等障碍时无法通过，不能满足老年人和残疾人的需要。针对这一现状，本课题探讨了一种具有多种运动功能的轮腿混合式电动爬楼梯轮椅，可有效弥补现有轮椅功能的不足。轮椅爬楼时，如果没有专门的机构调节座椅位姿，势必会出现座椅倾斜的问题。为提高轮椅使用者的舒适性和安全性，需要设计座椅姿态调节机构实时调整座椅角度。本文主要对座椅姿态调节机构进行了设计，运动学分析和虚拟样机模型的仿真验证。课题研究取得以下主要成果：1.分析比较现有机构特点和不足，结合本轮椅的实际确定了座椅姿态调节机构的形式,并对其进行了设计分析。2.针对姿态调节机构需要改变机构自由度的需要，采用功能方法树的方法设计了座椅调角器，并在

5、此基础上进行详细设计与原理分析。3.建立了座椅姿态调节机构在调高和调角情况下的运动学模型，并利用MATLAB进行了运动学仿真，得出调角和调高时座椅平面和交叉四杆的运动变化规律,并对仿真曲线进行了分析。然后在UG软件中建立虚拟样机模型，通过仿真验证了数学模型的正确性。关键词：轮椅，座椅，姿态调节机构，调角器，运动学仿真IABSTRACTWiththecontinuousimprovementoflivingstandards,thewheelchairhasbeenbroughtgreatlyconveniencefortheoldandphysicallydisabledpers

6、onstotravel.Butordinarywheelchairscanonlymoveonthegroundroad,theycannotpassthroughtheobstaclessuchasstairsandbarriers.Itcannotmeettheneedsofoldandphysicallydisabledpersons.Inviewofthissituationthispaperintroducesanelectricwheel-leggedstairclimbingwheelchair,whichhasmultiplefunctionscaneffecti

7、velymakeupthedeficiencyofpresentwheelchairs’function.Ifthewheelchairhasnospecialmechanismforadjustingtheseatpositionwhenitisclimbingstairs,itisboundtocausetheproblemofseattilt.Inordertoimprovethewheelchairuser’scomfortandsafety,seatpositionre