可爬楼轮椅机构设计.docx

摘要:我国目前由各种原因导致行动不便的残障人士数目约有六千万，65岁以上人口保守估计已达1.33亿，并且保持每年百分之3的增速。中国目前有近一半城区居民居住在七层以下无电梯的多层楼房内。这无疑给许多残障和老年人出行带来了极大不便。由此为出发点设计了一种由三个星轮构成的爬楼轮椅，由离合装置控制行星轮转换行走模式，由轮毂电机调速控制实现平地行走，在传统轮椅的行走功能上增加了可爬梯的功能。而实现爬梯功能的行星轮部分则是本次设计最为核心的步骤，不仅要保证轮椅正常的平地行走，在爬楼行进中，重心波动幅度要尽可能小，保障乘车的平稳和用户的安全。针对星轮尺寸的设计和传动机构的计算，选用多星轮机构，三个以上星轮优势在于爬楼过程稳定重心波动小，而缺点则是星轮机构尺寸随着轮数增加而体积增大。对于常见楼梯很难实现爬升功能，因此选用三星轮机构，对于星齿轮和轴的尺寸校核设计出的产品能达到这些要求，用CAD绘制出产品整体结构。运用CATIA设计出3D模型，仿真，从而确定个齿轮传动与啮合情况。而轮椅功能转换星轮离合部分需要用电动控制实现。

关键词：爬楼；行星轮；轮毂电机

目录

摘要

Abstract

１.课题研究背景与意义-1

１.１市场调研-1

1.2需求分析-1

1.3本章小结-2

2.爬楼轮椅国内外研究现状-3

2.1主要分类及其特点-3

2.2爬楼轮椅机构的发展趋势与关键技术-5

2.3需要研究的问题-6

2.4本设计主要研究内容及安排-6

2.5本章小结-6

3.爬楼装置总体方案与机械结构设计-7

3.1关键部位方案设计-7

3.1.１行星轮尺寸的确定-7

3.1.2轮毂电机运用于轮椅驱动和具体优势-9

3.1.3确定星轮尺寸的计算过程-10

3.1.4爬楼轮椅电机传动装置的选用方式-12

3.2传动功率的确定-13

3.2.1行走功率的确定-13

3.2.2爬楼模式轮椅功率确定-14

3.3本章小结-15

4.传动结构分析和传动机构参数计算-16

4.１差速行星轮的机构设计-16

4.2爬楼过程功率与力矩的估算-16

4.3本章小结-17

5.主要传动机构参数确定和校核计算-18

5.１行星轮机构齿轮模数的计算-18

5.3主要传动结构的尺寸确定与校核计算-21

5.4本章小结-23

6三维建模概念介绍-24

6.１三维软件介绍-24

6.2本装置的三维建模-24

6.3运动与仿真软件介绍-26

6.5本章小结-27

结   论-28

7.１本设计的优缺点-28

7.2本课题爬楼轮椅的局限性-28

7.3前景与展望-28

参考文献-29

致  谢-30