高效自动爬梯轮椅的研究与设计.pdfVIP

第9期 机械 设计 与制造 2015年 9月 Machinery Design Manufacture 117 高效 自动爬梯轮椅的研究与设计 朱 花，汪 舟，周 玮，曾德伟 (江西理工大学 机电工程学院，江西 赣州 341000) 摘 要 ：设计了一款新型 自动爬楼梯轮椅，对这种新型自动爬梯轮椅的爬楼时间提供 了一种计算方法，为提高该款仿 人脚形爬梯轮椅的工作效率，通过简化力学模型，分析 了这种新型爬楼梯轮椅的运动过程并计算了爬梯时间。同时利 用了UG建立三维模型并使用MATLAB进行数据分析 ，找到了影响爬梯效率的三个因素，运用机械效率研究分析方 法，改变了机械脚及电机的参数，实现了提升轮椅爬楼效率的目的，使轮椅爬一级台阶的时间缩短至6．234s，新型自动 爬梯轮椅具有广阔的市场前景。 关键词：自动爬梯轮椅；仿人脚形；运动效率；研究；设计 中图分类号：TH16 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2015)09—01l7—04 TheResearchandDesignofAutomaticStair-Climbing W heelchairwithHighEfficiency ZHU Hua，WANGZhou，ZHOU Wei，ZENG De—wei (FacultyofElectricalandAutomationEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，JiangxiGanzhou341000， China) Abstract：Anewtypeofautomaticstair-climbingwheelchair ∞designed．andprovidedacomputationmethodofclimbing timewiththe， typeuatomatcistair-climbingwheelchair．Inordertoimprovetheworkingefficiencyofhumanoid_厂eetstair— climbingwheelchair，themechancialmodelWC8lsimplified，themovementprocessWCl$analyzedandclimbingladdertime was calculated．Atthesolnetime，usingUGtObuild3DmodelandMATLABfordataanalysis，fingdingoutthreeinfluencefactors withclimbing-efficiency，andze the methodsofmechanicalefficiencynaalysisstudy，changingthe parametersof mechnaicalfeetandmotorimprvoingtheclimbing ciency，makingtheclimbing-time shortenedto6．234secondsfora ladder．Thenewua tomaticstairclimbing-wheelchairhasabroad mraketprospect． KeyW ords：AutomaticStair-ClimbingWheelchair；HumanoidFoot；MovementEfficiency；Research；Design 1引言 在现有的轮椅爬梯装置的方案中，有连续式爬梯，例如履带 式、行星轮式；有间歇式爬梯，例如步进式。在这些方案中，由于行星 轮式爬梯轮椅可以兼顾平地行走和爬楼梯，而且结构紧凑，体积小 巧 ，效率较高，操作相对简单 ，是比较理想的爬楼梯解决方案嗍。 结合现有轮椅的优点设计了一种仿人脚形爬梯轮椅。 目前已有对轮椅爬梯能力的研究，但对影响轮椅 自动爬梯 效率因素的研究