行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计

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1、苏州大学学位论文独创性声明l7‘9323本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立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，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。．论文作者签名：￡函篮El期：至塑：丝：12￡i苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，‘即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质

2、论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献信息情报中心、中国科学技术信息研究所(含万方数据电子出版社)、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。涉密论文口本学位论文属在L月解密后适用本规定。非涉密论文囱论文作者签名：导师签名：王函缝日霉韪让日行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计中文摘要轮椅在老年人和残疾人的生活中扮演着重要的角色，尤其是随着人口老龄化和残疾人数量的增加，轮椅将

3、为改善这～特殊人群的生活起到不可替代的作用。然而，普通的手动和电动轮椅都不兼具爬楼、翻越障碍的功能，降低了使用者的行动自由度。‘目前国内有关爬楼梯装置主要有履带式、步行式和滚轮式三种类型。履带式爬楼梯装置对楼梯损坏大，且体积大、质量重，通常不适于家居使用。步行式爬楼梯装置体积大，灵活性差、技术要求高，且控制复杂。一般滚轮式爬楼梯装置虽然具有体积小、重量轻、转动灵活等特点，但其稳定性控制较为复杂，且造价高。针对上述问题，本文通过对各类爬楼梯装置的优缺点分析研究，将爬楼功能与普通轮椅相结合，设计了一种行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅装置。该爬楼梯

4、装置主要由机械系统和控制系统两部分组成。本文重点研究了行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯装置机械系统的运动步态、稳定性以及对其关键机械结构进行了优化设计。本课题首先通过对自动爬楼装置的结构、爬楼过程等主要影响因素进行分析研究，根据灵活、稳定、可靠性设计准则，提出了一种行星滚轮转换步行式驱动自动爬楼梯装置的总体机械结构设计方案。在总体结构方案确定的基础上，运用力学、机械原理、现代设计方法等知识对其进行数学建模，通过运动学和逆运动学设计方法，研究了轮椅的运动步态；然后对该行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯装置的爬行机构、定位机构、机械稳定机构等关键技术与结构

5、进行设计；最后利用有限元等软件对行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯装置关键结构零部件受力进行了仿真。本课题的研究为该技术的实际应用奠定了理论基础。本文各章节内容安排如下：第一章：概述。主要阐述了爬楼梯装置设计的社会背景与重要意义，研究探讨了国内外的发展现状，并对其进行归纳总结、分析各自优缺点，最后确立了研究方向和内容。第二章：爬楼轮椅装置的方案设计。通过对爬楼装置爬楼运动过程的分析，中文摘要行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯轮椅设计先研究设计了三种方案，再通过对设计方案的基本原理和受力分析进行了比较分析，最后确定了一个优选方案。并对行星滚轮转换步行式驱动

6、爬楼轮椅装置的运动过程、爬楼性能、平地运行结构问题进行了研究探讨。第三章：系统动力学数学模型的构建。在方案确立的基础上，运用力学、机械原理、现代设计方法等知识对其进行数学建模，通过运动学和逆运动学设计方法，研究轮椅的运动步态。第四章：关键结构设计。分别对装置的爬行机构、定位机构、机械稳定机构等关键技术进行研究探讨。第五章：系统仿真。利用有限元软件对对装置的关键结构零部件进行了仿真及结构优化。第六章：总结与展望。对本文的工作进行总结，并对以后的研究做出展望。关键词：行星滚轮转换步行式驱动爬楼梯装置；动力学模型；结构优化设计；系统仿真lI作者：王

7、丽娟指导教师：芮延年PlanetarywheeldriveconversionPedestriandrivestairclimbingwheelchairDesignAbstractAsweknow；wheelchairplaysanimportantroleinthelifeofelderlyanddisabledperson,andespeciallywiththesocietyofincreasingtheagingpopulationandthedisabledperson．Therefore，thewheelchairwillpla

8、yanirreplaceableroleinthelivesfor廿1isspecialgroup．However,boththeordinarymanualwhe