可上下楼梯轮椅机器人的现状研究概述.pdf

《可上下楼梯轮椅机器人的现状研究概述.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机器人现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2016年第1期可上下楼梯轮椅机器人的现状研究概述+张建卓，刘佳(辽宁工程技术大学机械工程学院，阜新123000)摘要：按照地面移动机构的形式对可上下楼梯的轮椅机器人进行分类，可以将目前所出现的轮椅机器人分为轮式、腿式、履带式以及复合形式的轮椅机器人。分析了各种形式轮椅机器人上下楼梯时的越障性能和特点，通过对比得到各类型轮椅机器人的优缺点，最后给出了设计轮椅机器人时需要考虑的要素和设计方向。关键词：移动机构；楼梯；越障；轮椅机器人

2、中图分类号：TP242．3文献标志码：A文章编号：167l_3133(2016)01—0044珈5DOI：10．1673l／i．cnki．1671—3133．2016．01．009Researchonstair-climbingwheelchairrobotZhangJianzhuo，LiuJia(CollegeofMechanicalEngineering，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，Liaoning，China)Abstract：Accordingtogr

3、oundmovementmechanismsonecallmakeaclassificationforwheelchairrobotswhichcanmoveupanddownstairs．Theexistingwheelchairrobotcanbeclassifiedintowheel—typewheelchairrobot，leg—typewheelchairrobot，orcrawler-typewheelchairrobot．Thenobstacleperformanceandcharacterist

4、icsofeachkindwheelchairrobotareanalyzed，andadvantagesanddisadvantagesofeachkindofwheelchairrobotisobtainedbyacomparison．Atfinal，designelementsanddirectionneededtobeconsideredwhendesignawheelchairrobotaregivenout．Keywords：movementmechanisms；stairs；obstacle；wh

5、eelchairrobot0引言随着人类社会的发展和科技水平的提高，对广大弱势群体特别是残疾人的关爱已成为一个社会文明进步的标志。截止2006年全国第二次残疾人抽样调查¨J，我国各类残疾人口总数为8296万，肢体残疾人口为2412万，而其中很大一部分为下肢不能行走的残疾人。如何解决部分高龄老年人以及残疾人等下肢行动不便者的出行问题已经受到全社会的日益关注怛]。目前下肢不便者采用的主要运载工具是轮椅和电动轮椅；其中，轮椅作为一种传统的运动辅助工具，具有结构简单轻巧、成本低廉以及平地运动灵活等优点∞圳。而电动轮椅则

6、在此基础上进一步提高了传统轮椅的运动速度，并且减少了使用者的体力消耗[5]。然而，当轮椅与电动轮椅需要越障时，尤其是在多层的楼宇建筑中广泛存在的楼梯时，由于越障能力较差，它们的运动会受到极大的限制。同时，现阶段我国相当一部分建筑物的配套无障碍设施并不十分完善，因此，传统轮椅以及电动轮椅的这一不足给使用者带来了极大的不便。为了提高传统轮椅的越障能力，尤其是对楼梯这种典型障碍物的爬越能力，国内外很多研究者都尝试将移动机器人的越障机构与传统轮椅相结合，研制越障轮椅机器人。目前，国内外已研制出的越障轮椅机器人都在一定程

7、度上提高了传统轮椅的越障能力，其中一些机器人已经成功地投入了市场应用，并且取得了比较理想的使用效果。但是，现有的各种越障轮椅机器人在运动性能方面也都存在着一些不足。与此同时，随着移动机器人技术的快速发展，越来越多的新型越障机构相继问世，这为进一步提高现有的越障轮椅机器人的运动性能提供了更大的可能；因此，采用新型越障机构对现有的轮椅机器人进行改进，进而研制出新型越障轮椅机器人，并为其最终投入市场应用进行相关的理论与实验研究是一项非常有意义的工作。+辽宁省科技厅工业公关基金资助项目(2008220049)；辽宁省教

8、育厅重点实验室基金资助项目(2009S052)44张建卓，等：可上下楼梯轮椅机器人的现状研究概述2016年第1期1越障轮椅机器人的发展现状在国内外现有移动机器人所采用的越障机构中，具有较强越障能力，尤其是能够实现爬越楼梯这种越障运动的主要有星型轮式机构、腿式机构以及履带式机构。目前，这三种越障机构在国内外已研制出的越障轮椅机器人上都有所应用，并且都大幅提高了传统轮椅的越障能力。但同时，