履带—轮组式电动多功能轮椅设计说明书
履带—轮组式电动多功能轮椅设计说明书
履带-轮组式电动多功能轮椅设计说明书目录设计任务书 (1)第一章绪论 (2)1.1设计的背景和意义 (2)1.2现有产品简介及产品分析 (2)1.3本章小结 (3)第二章设计方案选择 (4)2.1轮椅机构形式的选择 (4)2.2轮组的选择 (4)2.3履带的收放机构 (5)2.4座椅调平机构 (6)2.5本章小结 (8)第三章轮椅的结构设计与运动分析 (8)3.1轮椅的结构设计 (8)3.1.1 轮组 (8)3.1.2 履带及其收放机构 (10)3.2轮椅的运动分析 (14)3.2.1 轮椅的平地行驶及越障功能 (14)3.2.2 轮椅爬楼梯过程的分析 (16)第四章轮椅驱动与传动系统的设计 (19)4.1轮椅的驱动系统 (19)4.2电机参数的确定 (20)4.3轮椅中间主体的传动设计 (22)第五章轮椅运动控制系统设计 (23)5.1轮椅的功能分析 (23)5.2轮椅的控制系统 (23)第六章总结 (30)参考文献 (30)设计任务书技术要求：1）功能：直线行驶、匀速、加速、减速、转弯、爬楼梯等；2）较强的爬梯适应能力，应对楼梯结构的多变性；3）良好的机动性，使其能够在平地行驶、爬楼梯、跨越障碍等动作状态间很好的过渡转换；4）结构紧凑, 操作方便, 工作可靠；5）良好的稳定性，利用滚轴滑轨机构进行座椅调平, 使其在越障、跨沟和爬楼梯时始终保持水平；6）较强的越障能力和路面适应性；7）抗冲击能力强；8）具有更大的作用面，可以适应各种复杂多样的路面。
第一章绪论1.1 设计的背景和意义年老体弱、下肢残障者在日常生活中的最大障碍就是步行能力的减弱甚至丧失。
这些人行动不方便，需要有能正常行走的人加以照顾。
目前，大部分年老体弱、肢体伤残者的代步工具都是普通的轮椅，普通的轮椅都是靠人力推动的，而且普通轮椅不能过障碍物，也不能越沟，更无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其参与社会生活。
尤其是国内城市以多层公寓式楼房居多，电梯并没有普及到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。
多功能一体化便利轮椅产品说明书
第九届“雄鹰杯”大学生发明创造竞赛多功能一体化便利轮椅产品说明书指导老师 曹博 魏家鹏 申报者 吴浩波合作成员李存洲 苏春阳 齐特 孙祥峰一、作品设计本产品是针对老年人，残疾人、下肢丧失运动能力的人设计的一种能够帮助他们最大程度进行自理的多功能轮椅床，该轮椅床是轮椅和床的组合体。
该轮椅床既能作为护理床使用，辅助老年人、残疾人等完成支背、曲腿、左右侧翻的功能，床体中间部分又能够转换成轮椅驶离床体，辅助老年人、残疾人完成日常的自由活动。
此外，该轮椅还具备站立的功能，能够在坐姿和站姿之间自由转换，帮助下肢瘫痪的病人实现其站立行走的愿望。
二、产品结构可倾放式靠背调速控制杆自动式端盘储物筐 十字后轮稳定前小轮三、产品各部分工作原理 1，行走装置轮子表面采用橡胶材料，纹理设计增大摩擦，并首创十字形轮轴，四个轮为一个单元，与楼梯成啮合型运动。
2，动力装置选用电力驱动作为多功能轮椅床的驱动方式。
因此，所有机构的动力源均采用直流电动推杆推动。
本多功能轮椅床由护理床和轮椅组合而成。
作为护理床使用时，工作环境在室内，可以使用固定电源。
作为轮椅使用时，工作环境随着轮椅的移动变化，轮椅只能使用固定在轮椅上的简易携带电源。
所以该轮椅床采用交流与蓄电池相结合的供电方式。
轮椅用24v蓄电池，可供轮椅在外自由活动使用。
组合成床体之后，主要依靠市电供给能源，同时对蓄电池进行充电。
3，轮椅手动控制开关1）手扶外侧安有餐桌伸缩开关按钮，可手动控制餐桌或作为其它功用。
2）手扶内侧安有座椅靠背旋转按钮，可手动控制靠背的高度以满足使用者需要。
3）设有调速摇杆，可控制轮椅速度。
四、产品创新点：此款设备与原有设备相比有以下特点：创新点一：可爬楼梯，首创十字形轮轴，四个轮为一个单元，与楼梯成啮合型运动，从而实现楼梯行走。
创新点二：座椅，靠背部分采用简单的连杆机构，即可实现水平，倾斜放置，满足使用者的复健需求，便于日常休息。
创新点三：自动餐桌，按动按钮即可打开餐桌，便于就餐，省去诸多不便。
履带-轮式爬楼梯电动轮椅设计【带图纸】
履带-轮式爬楼梯电动轮椅设计【带图纸】毕业设计说明书论文 QQ 36296518 原创通过答辩履带,轮式爬楼梯电动轮椅设计摘要随着社会的发展和人类文明程度的进步，老年人与残障人员愈来愈需要运用现代高新技术来改善他们的生活质量，而爬楼梯对于老年人和残疾人行动不方便的，非常困难，所以要增加轮椅自动化程度，于是我们在原轮椅的基础上进行改进和加装爬楼机构，本文设计的电动轮椅具有爬楼功能，爬楼时用履带驱动，平地时可像普通轮椅用轮驱动也可轮椅稍后仰用履带驱动。
此车在轮椅的基础上安装履带装置、升降机构、电机、以及控制电路、控制设备，以降低劳动强度、提高效率，减少他们的困难、提高生活质量、满足市场需求为目的。
爬楼梯车具有适应性强、机动灵活、活动范围大等特点，在我国国民经济的发展中，爬楼梯电动轮椅的需求量逐年增加，市场发展潜力巨大，爬楼梯电动轮椅行业具有广阔的发展机遇和良好的投产前景。
关键词:爬楼梯，电动，轮椅，履带轮式 I 履带,轮式爬楼梯电动轮椅设计Abstract With the social development and improvement in the level of human civilization,oldmen and physically disabled members of society more and more need to usemodern high-tech to improve their quality of life,but the elderlyand handicapped areunable to climb the stairs, so we had to increase the automaticlevel of the electricwheelchair to reduce their difficulty. So we have the original onthe basis o f awheelchair to improve and the installatio n of Climbing stairs institutions, the paperdesign with the electric wheelchair has Climbing stairs function, when Climbing stairsit use track-driven, the ground can be used like an ordinary wheelchair-wheel-drivecan also be track-driven, when the chair be tilted.we have fit inthe new equipmentsinclude the tracked device,the body movements, the electromotor, control circuit andcontrol equipment, etc, to reduce the labor intensity and difficulty, and to improve theefficiency and living quantity, so that can satisfy the requirements of the market. Theautomatic electric wheelchair has new characteristics of high adaptability, mobilityand orbit, etc. As the development of the national economy, the requirement ofautomatic electric wheelchair will be increased year by year. So the developingpotential of the automatic electric wheelchair in the market is vast, it has a gooddeveloping opportunity and well invested prospect. Keywords:Climbing thestairs,electricity, wheelchair, Track-Wheel 履带,轮式爬楼梯电动轮椅设计目录第一章综述.................................................................. .. (1)1.1 爬楼梯轮椅的意义 (1)1.2 国内外爬楼梯轮椅的发展状况 ....................................21.2.1 国外爬楼梯轮椅的发展状况 (2)1.2.2 国内爬楼梯轮椅的发展状况 (4)1.3 本项目的设计目的与主要研究内容 ................................51.3.1 课程设计目的 (5)1.3.2 课题研究内容 (6)1.4 设计进程安排 ..................................................6第二章履带爬楼装置机械系统结构设计 (8)2.1 爬楼机构的比较 ................................................82.2 设计思路 ......................................................9......................................... 10 2.3 履带轮式轮椅爬楼原理2.4 履带爬楼过程分析 .............................................112.5 爬楼性能参数 .................................................132.6 履带爬楼机构的结构设计 .......................................132.7 升降机构的设计 (16)2.8 本章小结 (18)第三章电气系统设计 ................................................................. ............ (19)3.1 履带爬楼梯装置执行电机选择 (19)3.2 电池选择 (20)3.3 电动车电机转速控制 (21)3.3.1 驱动方式对电动车性能影响 (21)3.3.2 现有电动车电机存在主要问题及探索 ...........................213.4 直流电机机械特性 (22)3.5 控制系统的设计 (23)3.6 本章小结 (28)第四章典型零部件设计及校核计算 (29)4.1 传动系统动力参数计算 (29)4.2 轴的计算 (30)III 履带,轮式爬楼梯电动轮椅设计第五章技术经济分析报告 ................................................................. . (39)5.1 履带轮式轮椅技术分析 (39)5.2 履带轮式轮椅经济分析 (39)5.3 履带轮式轮椅结论和展望 (40)参考文献 ................................................................. (41)致谢 ................................................................. ............................................ 42 IV 履带,轮式爬楼梯电动轮椅设计第一章综述 1.1 爬楼梯轮椅的意义轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，随着无障碍设施的增多，轮椅使用者的活动范围逐步加大，但楼梯却使轮椅受到很大限制，因此研发价格低廉、简单易用的爬楼梯轮椅是康复工程工作者面临的一项比较紧迫的任务。
轮椅制作计划书
轮椅制作规划书标题：轮椅制作规划书尊敬的领导：起首，感谢您对我们规划书的关注。
为了更好地救助行动不便的人群，提高他们的生活质量，我们规划设计制作一款功能齐全、舒适安全的轮椅。
一、项目目标：1. 提供高品质的轮椅：制作一款质量可靠、稳固耐用的轮椅，以提供更好的应用体验。
2. 提高舒适度：设计符合人体工学的轮椅，提供舒适的坐感和调整功能，以满足不同用户的需求。
3. 满足多样化需求：为了更好地满足不同行动不便人士的需求，我们将依据用户的身高、体型等特征，研发出多样化的轮椅产品。
二、项目内容和方法：1. 设计研发：扶植专业设计团队，运用先进的计算机援助设计软件，结合人体工学知识，进行轮椅的设计研发工作。
在设计过程中，我们将重点关注产品的稳定性、可调整性和安全性。
2. 材料选择：选择优质的材料，如轻质合金、高密度海绵和松软的座椅材料，为用户提供舒适的乘坐体验。
3. 制造工艺探究：我们将探究尖端的制造工艺，如3D打印技术和智能制造，以提高产品的制造效率和精度。
4. 严厉质量保证：设立品质监控部门，确保产品从制造到销售的每一个环节都经过严厉的品质控制，以提供高品质的轮椅产品。
三、项目资源和预算：1. 人力资源：组建专业的研发团队和制造团队，提供专业的技术支持和产品制造。
2. 资金需求：预估项目实施期间的资金需求为500,000元人民币，其中包括材料选购、设备购置、人员薪酬等。
3. 资源分配：依据项目需求，合理分配资金、人力、设备等资源，并进行有效的时间管理，确保项目按规划顺畅进行。
四、项目效益与可持续进步：1. 市场潜力：随着人口老龄化趋势的加剧，行动不便人士对轮椅的需求将会增加，这将给我们带来较大的市场机缘。
2. 社会效益：我们致力于为行动不便人士提供更好的生活条件，让他们能够更好地融入社会。
这将为社会带来持续的正向影响。
3. 可持续进步：我们将致力于不息提升产品品质和服务水平，通过用户反馈和市场调研，改进产品设计，以适应市场的需求变化，实现可持续进步。
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履带-轮组式电动多功能轮椅设计说明书目录设计任务书 (1)第一章绪论 (2)设计的背景和意义 (2)现有产品简介及产品分析 (2)本章小结 (3)第二章设计方案选择 (4)轮椅机构形式的选择 (4)轮组的选择 (4)履带的收放机构 (5)座椅调平机构 (6)本章小结 (8)第三章轮椅的结构设计与运动分析 (8)轮椅的结构设计 (8)轮组 (8)履带及其收放机构 (10)轮椅的运动分析 (14)轮椅的平地行驶及越障功能 (14)轮椅爬楼梯过程的分析 (16)第四章轮椅驱动与传动系统的设计 (19)轮椅的驱动系统 (19)电机参数的确定 (20)轮椅中间主体的传动设计 (22)第五章轮椅运动控制系统设计 (23)轮椅的功能分析 (23)轮椅的控制系统 (23)第六章总结 (28)参考文献 (28)设计任务书技术要求：1）功能：直线行驶、匀速、加速、减速、转弯、爬楼梯等；2）较强的爬梯适应能力，应对楼梯结构的多变性；3）良好的机动性，使其能够在平地行驶、爬楼梯、跨越障碍等动作状态间很好的过渡转换；4）结构紧凑, 操作方便, 工作可靠；5）良好的稳定性，利用滚轴滑轨机构进行座椅调平, 使其在越障、跨沟和爬楼梯时始终保持水平；6）较强的越障能力和路面适应性；7）抗冲击能力强；8）具有更大的作用面，可以适应各种复杂多样的路面。
第一章绪论设计的背景和意义年老体弱、下肢残障者在日常生活中的最大障碍就是步行能力的减弱甚至丧失。
这些人行动不方便，需要有能正常行走的人加以照顾。
目前，大部分年老体弱、肢体伤残者的代步工具都是普通的轮椅，普通的轮椅都是靠人力推动的，而且普通轮椅不能过障碍物，也不能越沟，更无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其参与社会生活。
尤其是国内城市以多层公寓式楼房居多，电梯并没有普及到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。
为了给上述弱势群体带来方便，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，除了增加房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，扩大轮椅的使用范围之外，改进现有的普通轮椅，使其兼备平地行驶、越沟、过障碍、爬楼梯等多种功能，将是更加行之有效的一种措施。
履带—轮组式电动多功能轮椅设计说明书
履带-轮组式电动多功能轮椅设计说明书目录设计任务书 (1)第一章绪论 (1)1.1设计的背景和意义 (1)1.2现有产品简介及产品分析 (1)1.3本章小结 (1)第二章设计方案选择 (1)2.1轮椅机构形式的选择 (1)2.2轮组的选择 (1)2.3履带的收放机构 (1)2.4座椅调平机构 (1)2.5本章小结 (1)第三章轮椅的结构设计与运动分析 (1)3.1轮椅的结构设计 (1)3.1.1 轮组 (1)3.1.2 履带及其收放机构 (1)3.2轮椅的运动分析 (1)3.2.1 轮椅的平地行驶及越障功能 (1)3.2.2 轮椅爬楼梯过程的分析 (1)第四章轮椅驱动与传动系统的设计 (1)4.1轮椅的驱动系统 (1)4.2电机参数的确定 (1)4.3轮椅中间主体的传动设计 (1)第五章轮椅运动控制系统设计 (1)5.1轮椅的功能分析 (1)5.2轮椅的控制系统 (1)第六章总结 (1)参考文献 (1)设计任务书技术要求：1）功能：直线行驶、匀速、加速、减速、转弯、爬楼梯等；2）较强的爬梯适应能力，应对楼梯结构的多变性；3）良好的机动性，使其能够在平地行驶、爬楼梯、跨越障碍等动作状态间很好的过渡转换；4）结构紧凑, 操作方便, 工作可靠；5）良好的稳定性，利用滚轴滑轨机构进行座椅调平, 使其在越障、跨沟和爬楼梯时始终保持水平；6）较强的越障能力和路面适应性；7）抗冲击能力强；8）具有更大的作用面，可以适应各种复杂多样的路面。
履带—轮组式电动多功能轮椅技术参数如下表：第一章绪论1.1 设计的背景和意义年老体弱、下肢残障者在日常生活中的最大障碍就是步行能力的减弱甚至丧失。
这些人行动不方便，需要有能正常行走的人加以照顾。
目前，大部分年老体弱、肢体伤残者的代步工具都是普通的轮椅，普通的轮椅都是靠人力推动的，而且普通轮椅不能过障碍物，也不能越沟，更无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动围，影响其参与社会生活。
Free Walker 多功能概念轮椅设计说明书
上海工程技术大学设计说明书Free Walker多功能轮椅设计说明书学院：材料工程学院学生姓名：李伟陈伟指导教师：刘淑梅设计说明时间：二О一三年8月1日～10月1日共8周中文摘要由于我国居民楼中电梯并不普及，无障碍设计水平较低，给老年人士及肢体残疾人士带来了许多不便，为了帮助这类人士的出行，我们设计了这款爬楼梯轮椅。
本文设计的电动轮椅通过在轮椅大轮内部增加四杆机构，实现了履带自由收放，使轮椅在平地行走时可像普通轮椅行走，上下楼梯时通过展开四杆机构绷开橡胶履带实现爬楼功能。
此款轮椅行驶速率高，爬楼梯时中心波动缓和，稳定性好，适应性强，能够帮助残疾及老年人士实现自由出行。
关键词：Free Walker，多功能轮椅，履带爬楼梯，UG NX，三维建模AbstractBecause of our residents floor in the elevator is not universal, barrier free design level is low, brings a lot of inconvenience for the elderly and handicapped people, in order to help these people travel, we designed the stair climbing wheelchair. Electric wheelchair designed in this paper by adding four rod mechanism in wheelchair wheel, the track free retraction, the wheelchair when walking on flat ground can be like an ordinary wheelchair walking up and down stairs, through the expansion of four bar mechanism realizing burst rubber track climbing function.This wheelchair driving at high speed, the stairs when center volatility, good stability, strong adaptability, can help the disabled and elderly people to realize the free travel.Keywords: Free Walker, multifunctional wheelchair, crawler stair climbing, UG NX, 3D modeling目录第一章引言 (3)第二章轮椅零部件设计 (4)2.1 座椅 (4)2.2 车架 (4)2.3 轮子 (5)2.4 外壳 (5)第三章轮椅结构及功能 (6)3.1 轮椅结构 (6)3.2 功能说明 (6)3.3 四杆机构 (8)3.4 作品渲染 (9)第四章轮椅总装图 (11)第五章结论 (12)参考文献 (13)致谢及声明 (14)第一章引言轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，我国人口基数大，残疾人总数也相对较大，老年人和残疾人比例的显著增加给经济、社会的发展都带来了很大的影响，医疗护理、社会服务等个方面需求的压力也越来越大。
电动轮椅使用指南
电动轮椅使用指南由于现代社会对于无障碍设计的重视，越来越多的地方开始提供电动轮椅供用户使用。
电动轮椅的出现为行动不便的人群提供了更多的便利和自主性。
然而，要正确、安全地使用电动轮椅，用户需要掌握一些基本的使用指南。
本文将为您介绍电动轮椅的正确使用方法，以确保您有一个舒适而安全的出行体验。
一、选择适合的电动轮椅电动轮椅市场上有各种型号和品牌可供选择。
在购买电动轮椅之前，用户应该根据自身需求和身体状况选择适合自己的型号。
以下是几个关键因素需要考虑：1. 座椅舒适度：电动轮椅的座椅应该提供良好的支撑和舒适度，以确保长时间使用时不会感到疲劳。
2. 电池续航能力：电动轮椅的电池续航能力决定了一次充电能行驶的里程数。
用户应该根据自己的日常需求选择合适的续航能力。
3. 操控方式：电动轮椅的操控方式有多种，包括手动操控和电子操控。
用户可以根据自己的需求和操作能力选择适合的操控方式。
二、了解电动轮椅的功能和操作方法1. 控制面板：每款电动轮椅都配备有一个控制面板，上面有各种按钮和指示灯。
用户需要仔细阅读使用说明书，了解每个按钮的功能以及对应指示灯的含义。
2. 操控杆和按钮：电动轮椅通常配备有操控杆或按钮，用于前进、后退、转弯等操作。
用户需要熟悉这些操控装置的使用方法，并在使用前确保它们处于正常工作状态。
3. 电池充电：使用电动轮椅前要确保电池已充满电。
通常情况下，电动轮椅的电池需要定期充电以保持最佳性能。
用户应该按照说明书上的提示进行正确的充电操作。
三、安全使用电动轮椅的注意事项1. 驾驶时佩戴安全带：与汽车一样，电动轮椅驾驶员在行驶时也应该佩戴安全带，以防止突发情况下的意外伤害。
2. 维护轮胎和刹车：定期检查电动轮椅的轮胎和刹车系统，确保轮胎气压适当，刹车灵敏可靠。
3. 避免陡坡和不平路面：电动轮椅在行驶过程中应尽量避免陡坡和不平路面，以免影响行驶稳定性和用户安全。
4. 注意周围环境和其他用户：使用电动轮椅时要时刻注意周围环境和其他行人或车辆，尽量避免碰撞和其他危险情况发生。
电动轮椅使用指南
电动轮椅使用指南一、引言电动轮椅是一种便携式的助行工具，为行动不便的人群提供了自主性和独立性。
本文将为您介绍如何正确使用电动轮椅，以确保您的安全与舒适。
二、电动轮椅的基本知识1. 动力来源：电动轮椅通过电池驱动，使用前需确保电池充电正常并安装到位。
2. 操作系统：电动轮椅配备操纵杆或按钮来控制前进、后退、转弯等功能。
熟悉并掌握操作系统十分重要。
3. 急停装置：电动轮椅配备急停开关，以便在紧急情况下能够立即停止。
4. 安全带和靠背：使用电动轮椅时务必系好安全带并调整靠背角度，确保坐姿安全舒适。
三、电动轮椅的使用准则1. 路面状况：电动轮椅适用于平坦、干燥、无障碍的道路。
请避免在不平整、泥泞或崎岖的路面上使用，以防止失控或倾倒。
2. 防水措施：电动轮椅不耐水，为了确保安全，请避免在雨天或湿漉漉的地方使用。
同时，当不使用电动轮椅时，应存放在干燥的地方，避免接触水分。
3. 坡道和斜坡：在上坡或下坡时，适度减速并保持稳定。
请避免在过陡的坡道上使用，以免发生侧翻事故。
4. 室内使用：电动轮椅适用于室内使用，但在使用过程中要注意避免伤害家具、墙壁等物品。
确保室内空间宽敞并容易转弯，避免陷入狭小的空间。
5. 座位调整：根据个人需求调整座位角度和高度，保证舒适的坐姿，并利用座位上的扶手和脚踏支撑身体。
四、电动轮椅的维护保养1. 定期检查电池：确保电池的电量充足，避免出现电力不足的情况。
同时，保持电池的清洁和干燥，以延长电池寿命。
2. 轮胎保养：检查轮胎的胎压和磨损情况，并定期清洁轮胎。
确保轮胎与地面的摩擦力，以提供稳定的行驶。
3. 操纵杆和按钮清洁：保持操纵杆和按钮的清洁，避免灰尘和污垢积累，以免影响操作的灵敏度。
4. 定期检查：定期检查电动轮椅的连接件、刹车、转向系统等部件是否松动或存在异常磨损，必要时请寻求专业的维修。
5. 存储防护：当不使用电动轮椅时，请存放在干燥通风的地方，并使用合适的防护罩保护电动轮椅，以防止灰尘、阳光或其他物质的侵蚀。
多功能轮椅课程设计
多功能轮椅课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解多功能轮椅的基本构造、设计原理及适用人群。
2. 学生能够掌握多功能轮椅的操作方法、安全使用规范及维护保养知识。
3. 学生能够了解我国残疾人事业发展现状及相关政策。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决多功能轮椅使用过程中遇到的问题。
2. 学生能够设计出符合特定需求的轮椅改良方案，提高轮椅的使用效能。
3. 学生能够进行团队合作，完成对多功能轮椅的评估和优化。
情感态度价值观目标：1. 学生能够关爱残疾人，尊重他们的权益，树立平等、互助、和谐的社会观念。
2. 学生能够认识到科技创新对改善残疾人生活的重要作用，培养创新精神和实践能力。
3. 学生能够关注社会问题，树立责任意识，为残疾人提供实际帮助。
课程性质：本课程为实践活动课程，结合课本知识，注重实践操作和团队合作。
学生特点：学生为初中生，具有一定的理解能力、动手能力和创新能力。
教学要求：教师需注重理论与实践相结合，关注学生个体差异，鼓励学生积极参与，提高学生的实践能力和综合素质。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 多功能轮椅的基本构造与设计原理：- 轮椅的结构组成及其功能- 设计原理：力学、人体工程学在轮椅设计中的应用- 教材章节：第三章“医疗器械的基本构造与设计原理”2. 多功能轮椅的操作、使用规范与维护保养：- 操作方法及注意事项- 安全使用规范- 维护保养知识- 教材章节：第四章“医疗器械的操作、使用与维护”3. 残疾人事业发展现状及相关政策：- 我国残疾人事业发展的基本情况- 相关政策法规解读- 教材章节：第五章“我国残疾人事业的发展及政策法规”4. 实践活动：- 多功能轮椅的操作体验与评估- 团队合作，设计轮椅改良方案- 教材章节：实践活动部分教学进度安排：第一课时：多功能轮椅的基本构造与设计原理第二课时：多功能轮椅的操作、使用规范与维护保养第三课时：残疾人事业发展现状及相关政策第四课时：实践活动教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，确保学生能够在短时间内掌握多功能轮椅的相关知识，为实践活动打下基础。
电动轮椅说明书1
引言随着时代的发展，我国已经步入老龄化社会，现有老年人近两亿人，而残疾人也超过8千万人。
在老年人当中，脑中风患者每年患者多达200多万人，650万老年痴呆患者，4000万糖尿病患者，其中近10％并发下肢坏死症，近400万人，另外，每年新增因车祸，工伤，其他意外下肢伤残者约50万人。
我们国家这些年来实行计划生育政策，鼓励只生一胎，所以老年人在增加，而年轻人口数得弱小不能使老年人得到很好的照顾。
2005年10日北京大学举行的首届老年学家前沿论坛上，全国老龄工作委员会办公室常务副主任、中国老年学会会长李本公说，预计2040年前后印度人口总数将超过中国人口总数，但中国仍将长期是世界上老龄人口最多的国家。
我国现有老龄人口是欧洲老龄人口的总和。
据李本公透露，2003年我国有老龄人口1.3亿，而去年我国老龄人口己达1.42亿，约占人口总数的11%。
他预计到2010年我国老龄人口将达1.6亿，约占人口总数的12%，并将于2015年突破2亿，而到2044年前后甚至将高达4亿。
这将意味着我国正面临着世界各国从未遇到过的一场人口危机即不远的将来我国有劳动能力的人的数量要大幅度减少，而需要照顾的高龄者人数将要增加。
人口迅速老化，己成为制约我国经济社会发展的拦路虎。
无论是高龄者还是丧失行走能力的残疾人对我国未来经济的发展都是不利的。
为了节省劳动力，让有劳动能力的人为国家作贡献创造社会财富，就应该使需要照顾的老年人和肢体残疾者在衣食住行等方面尽可能的自立[1]。
这是一个庞大特殊的群体，该群体是社会的弱者。
需要全社会的关爱，尤其需要一种适合他们心理和生理特征的交通工具。
据了解，在国外较为集中的高性能电动轮椅生产厂家集中在美国、德国、英国、瑞典和日本。
但是电动的轮椅价格不菲。
档次分在成3个的话。
那么最低档次的价格在人民币2-3万元，高价的达到12万元。
此，随着中同经济的发展与世贸的加入，和中国老龄化社会的到来。
电动轮椅将会有很大的市场潜力[2]。
多功能轮椅
一、车体主要部件
二、靠背平躺机构
三、防侧翻机构设计
<四>传动系统设计与计算…………………………………11
一、电动机的选择
二、减速装置
<五>设计总结与心得………………………………………13
<六>参考文献………………………………………………14
<一>设计背景与整体规划设计
一、设计背景与意义
轮椅为残疾人和体弱老年人必不可少的行走工具，但由于残疾人和老年人身体相对较弱,且较多无工作能力,经济来源有限。而且当他们不使用轮椅时，又需要轮椅便于包装和移动。因此，要求轮椅:轻便小巧,结构紧凑,功能单一，简单易用,价格低廉。轮椅是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。据史料记载，最早的轮椅出现在中国的南北朝时期。近现代以来，轮椅发生了很大的改进并且人们逐渐开始把轮椅当做康复运动的工具，人们对残疾人士的关注也随着轮椅的广泛普及而增加。1964年，残障奥运会首次登场。随着竞技的需求，轮椅的设计朝向强调其功能性、舒适性、耐用性与外观酷炫发展。
<四>传动系统设计与计算
一、电动机的选择
有刷低速电机被电动自行车选用又名无刷无齿电机，它在电动自行车起动与爬坡时电流较大，性能较弱。有刷高速电机（3600转/分钟左右），它采用碳刷作为电机电源的两个触点，利用调速转把和控制器来控制，通过齿轮二次减速及超越离合器来达到电动自行车0－20公里/小时的无极调速。目前采用的这种有刷高速电机含金量高，电机减速齿轮强度较强，耐磨性好，设计合理，故返修率较低；而且维修更换齿轮和电机的成本较少，有效的降低了电动自行车（电动轮椅）的维修费用。
轮椅使用说明
轮椅使用说明1. 引言轮椅是一种帮助行动不便、需要辅助的人们实现自由移动的工具。
本使用说明将详细介绍轮椅的基本功能、正确使用方法以及日常维护和保养等内容，帮助用户更好地了解和使用轮椅。
2. 轮椅概述轮椅是由一个座椅和轮子组成的移动设备。
座椅通常由坚固的材料制成，提供适当的支撑和舒适度。
轮子通常分为两种类型：大轮和小轮。
大轮通常由胎和轮辐组成，用于推动和驱动轮椅。
小轮用于保持平衡和稳定。
3. 使用方法3.1 坐入轮椅首先，确保地面平整和安全，然后按照以下步骤坐入轮椅：1.将轮椅靠墙或其他固定物体，并将刹车靠近。
2.站在轮椅旁边，背对座椅。
3.用一只手扶住座椅背部，另一只手扶住扶手或护栏。
4.慢慢转身，用另一只手扶住座椅座垫，缓缓坐下。
5.将腿搁在腿托上，确保舒适和稳定。
3.2 推动和驱动轮椅轮椅的推动和驱动可以采用以下两种方式：1.手推模式：站在轮椅后面，用双手握住轮椅推杆，将轮椅推动到所需位置。
注意避免碰撞障碍物和保持平稳。
2.手动驱动模式：将手握住轮椅轮辐并用力推动，可以前进、后退或转弯。
注意控制速度和保持平衡。
3.3 上下坡和台阶上下坡和台阶时需要特别注意安全。
以下是一些建议：1.上坡：在上坡之前，保持轮椅稳定，抬高前轮，并用力推动后轮。
保持均匀力度，避免刹车过紧。
2.下坡：下坡时保持轮椅稳定，轻推刹车杆，适当降低速度。
避免刹车过紧或突然加速。
3.台阶：对于超过轮椅高度的台阶，需要其他人的帮助。
确保前轮稳固，后轮慢慢移动，注意保持平衡和稳定。
4. 日常维护和保养为了保持轮椅的正常运作和延长使用寿命，以下是一些日常维护和保养的建议：1.定期检查轮胎气压，确保轮胎充气正常。
低气压会影响轮椅的推动和驱动。
2.定期清洁轮椅座椅和轮胎，确保卫生和外观。
可以使用温和的清洁剂和湿布进行清洁。
3.定期检查轮椅固定螺丝和连接件，确保轮椅结构牢固。
松动的螺丝需要及时拧紧。
4.避免暴露轮椅于高温、潮湿或阳光直射的环境中，以免损坏部件。
轮椅使用手册
轮椅使用手册引言：轮椅是一种非常重要的辅助工具，为行动不便的人提供了独立出行的能力。
本手册是为了帮助使用者正确、安全地使用轮椅而编写的。
下面将介绍轮椅的基本结构、正确的使用方法以及一些维护和保养的建议，希望可以帮助到需要的朋友们。
第一部分：轮椅基本结构1. 轮椅座椅：轮椅的座椅是使用者坐的地方，其材质应该舒适、耐用。
座椅上应该装有舒适的垫子，以减少使用者长时间坐在上面的不适感。
2. 轮胎和轮子：轮胎是轮椅的关键组成部分，其材质应该具有良好的抓地力和耐磨性。
轮子则是连接轮胎和轮椅的重要部分，使用者可以通过手动或电动方式操作轮子来实现前进、后退、转弯等动作。
3. 手推杆：手推杆是轮椅背后的杆状部分，使用者可以通过手推杆进行自主推动。
手推杆的高度应该适合使用者的身高，方便使用者用力推动轮椅。
4. 刹车：轮椅上通常配备有刹车装置，使用者可以通过刹车来停止轮椅的移动。
使用者应该熟悉刹车装置的位置和使用方法，以确保在需要时能够快速停止轮椅。
第二部分：正确的轮椅使用方法1. 上下轮椅：当需要上下轮椅时，使用者应该先确保周围没有障碍物，可以通过轻推手推杆来判断轮椅是否平稳。
然后，使用者可以用一只手扶住轮椅的扶手，另一只手扶住座椅，缓慢移动上下。
2. 推动轮椅：推动轮椅时，使用者应该保持身体稳定，双手握住手推杆，用力推动轮椅向前。
推动轮椅时要注意避开障碍物、坡道和不平坦的地面，确保行驶的安全稳定。
3. 转弯和转向：转弯时，使用者应该先减速，然后缓慢转动手推杆，以控制轮椅的转向角度。
转向时要注意转动角度不宜过大，以免造成不必要的危险。
4. 上下坡：在上下坡时，使用者应该提前减速，保持平稳的速度，同时紧握手推杆，以免发生意外情况。
上坡时要注意调整好姿势，保持身体平衡。
第三部分：轮椅的维护和保养1. 定期清洁：轮椅需要定期清洁，尤其是轮胎和轮子。
使用者可以用湿布擦拭轮胎和轮子，以去除灰尘和杂质，保持较好的使用效果。
2. 检查刹车装置：定期检查轮椅的刹车装置是否正常运作。
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履带-轮组式电动多功能轮椅设计说明书目录设计任务书 (1)第一章绪论 (2)1.1设计的背景和意义 (2)1.2现有产品简介及产品分析 (2)1.3本章小结 (3)第二章设计方案选择 (4)2.1轮椅形式的选择 (4)2.2轮组的选择 (4)2.3履带的收放 (5)2.4座椅调平 (6)2.5本章小结 (8)第三章轮椅的结构设计与运动分析 (8)3.1轮椅的结构设计 (8)3.1.1 轮组 (8)3.1.2 履带及其收放 (10)3.2轮椅的运动分析 (14)3.2.1 轮椅的平地行驶及越障功能 (14)3.2.2 轮椅爬楼梯过程的分析 (16)第四章轮椅驱动与传动系统的设计 (19)4.1轮椅的驱动系统 (19)4.2电机参数的确定 (20)4.3轮椅中间主体的传动设计 (22)第五章轮椅运动控制系统设计 (23)5.1轮椅的功能分析 (23)5.2轮椅的控制系统 (23)第六章总结 (30)参考文献 (30)设计任务书技术要求：1）功能：直线行驶、匀速、加速、减速、转弯、爬楼梯等；2）较强的爬梯适应能力，应对楼梯结构的多变性；3）良好的机动性，使其能够在平地行驶、爬楼梯、跨越障碍等动作状态间很好的过渡转换；4）结构紧凑, 操作方便, 工作可靠；5）良好的稳定性，利用滚轴滑轨进行座椅调平, 使其在越障、跨沟和爬楼梯时始终保持水平；6）较强的越障能力和路面适应性；7）抗冲击能力强；8）具有更大的作用面，可以适应各种复杂多样的路面。
第一章绪论1.1 设计的背景和意义年老体弱、下肢残障者在日常生活中的最大障碍就是步行能力的减弱甚至丧失。
这些人行动不方便，需要有能正常行走的人加以照顾。
目前，大部分年老体弱、肢体伤残者的代步工具都是普通的轮椅，普通的轮椅都是靠人力推动的，而且普通轮椅不能过障碍物，也不能越沟，更无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动围，影响其参与社会生活。
尤其是国城市以多层公寓式楼房居多，电梯并没有普及到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。
为了给上述弱势群体带来方便，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，除了增加房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，扩大轮椅的使用围之外，改进现有的普通轮椅，使其兼备平地行驶、越沟、过障碍、爬楼梯等多种功能，将是更加行之有效的一种措施。
为了上述需求，给老年人和残疾人提供性能优越的代步工具，解决障碍、楼梯等对他们生活造成的不便，同时考虑使用者的经济承受能力，研究一种价格适宜、平稳安全的电动多功能轮椅具有重大的意义和实用价值。
1.2 现有产品简介及产品分析目前市场上具备爬楼梯、越障等功能的轮椅主要有两种类型——履带式和轮组式。
如图1，轮组式的轮椅大都采用三叶轮式和四叶轮式，精巧，能实现平（图1）轮组式的轮椅地行驶、越沟、过障、爬楼梯等功能，而且平地行驶时，轮椅比较平稳，人坐着也比较平稳，但无法克服爬楼梯时两台阶间的震荡，上下楼梯时该类型轮椅重心起伏较大，会使乘坐者感到不适而且难以实现在平地上的独立行走，需要其他人的时刻陪护和推拉。
如图2为履带式爬楼梯轮椅，履带式爬楼梯轮椅技术较成熟，操作简单，对楼梯的形状、尺寸适应性强，爬楼梯时波动小，乘坐的人比较舒服，而且平地行驶也比较平稳；但履带式轮椅越障时不够平稳，重心波动大，乘坐者会感到不舒服，而且，履带式轮椅在平地行驶时阻力比较大，所以消耗的功率就比较大。
图1.2履带式爬楼梯轮椅1.3 本章小结由上述对现有的产品进行详细了解和分析可知，履带式和轮组式轮椅都有各自的优点，有都有各自的缺点。
履带式轮椅在爬楼梯方面具有优越性，在爬楼梯时无重心、波动稳定性好，但是，当在平地上行驶时阻力会很大，所以功耗较大，可能还要增加辅助电机，使轮椅的结构变得复杂；而且，当在平地上遇到障碍时，轮椅就会产生波动、变得不平稳。
轮组式轮椅在平地行驶时具有优越性，路况比较平坦时，轮椅行驶比较平稳，在平地上遇到障碍时，越障也比履带式轮椅波动小；但是，在爬楼梯方面轮组式轮椅却有着很大的缺陷，轮组式轮椅在爬楼梯时重心波动很大，稳定性很差。
第二章设计方案选择2.1 轮椅形式的选择在第一章对现有轮椅进行详细分析之后，了解到了各种形式轮椅的优缺点，在此基础上，利用它们的优点，避开它们的缺点，就可以设计出一种更加具有优越性的电动多功能轮椅——轮组-履带式电动多功能轮椅。
这种轮椅结合了轮组式和履带式轮椅的优点，在这种轮椅上既装有轮组，又装有履带。
在平地行驶、跨沟、越障时，使用轮组，而在爬楼梯时，轮椅会放下履带，使用履带爬楼梯。
2.2 轮组的选择轮组式的轮椅大都采用三叶轮式和四叶轮式，四叶轮爬楼梯比三叶轮平稳，但是四叶轮的结构比三叶轮复杂，而且轮组-履带式电动多功能轮椅是使用履带爬楼梯的，所以采用三叶轮。
而三叶轮也有多种形式，主要有链传动的（如图2.1），齿轮传动的（如图2.2）。
链传动是一种挠性传动，它由链条和链轮组成，通过链轮轮齿与链条链节的啮合来传递运动和动力。
但是，链传动有很多缺点：运转时不能保持恒定的瞬时传动比；磨损后易发生跳齿；工作时有噪声；不宜用在载荷变化很大、高速和急速反向的传动中。
图2.1 链传动三叶轮1234561 车轮2 小轮链轮3 中心链轮4 支架5 张紧轮轮6 传动链条齿轮传动具有一下优点：效率高，在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率123451 驱动齿轮2 过度齿轮3 中心齿轮4 转臂5 小车轮图2.1 齿轮传动三叶轮为最高；紧凑，在同样的使用条件下，齿轮传动所需的空间尺寸一般较小，这一点正好适合用在轮组中，减小了轮组的体积，这样也可以减小轮椅的体积；工作可靠，寿命长，这一点应用在轮椅上，可以使轮椅的使用寿命加长，也提高了轮椅的安全性；传动比稳定，传动比稳定往往是对传动性能的基本要求，齿轮传动获得广泛应用，也就是由于具有这一特点，这一特点也适合用在轮椅上。
2.3 履带的收放由于履带只在爬楼梯时使用，而在平地行驶时使用的是轮组，所以履带平时是收起来的，只在爬楼梯时才放下，故在设计履带时，要考虑到履带的收放，也就是说履带要有专门的收放。
如图2.3即为履带及其收放装置的简图，其中液压缸1（也可以采用气压缸）是收放的主要部分，利用液压缸1的往复伸缩就可以实现履带的收放，并且可以使履带产生一定的倾斜角度，这样履带就可以跨上楼梯的第一级，进而实现爬楼梯的功能。
2.4 座椅调平在上下楼时爬楼梯轮椅整体是倾斜的,而且在跨越障碍、越过凹坑时轮椅也会产生倾斜，在倾斜的轮椅会使乘坐者感到不适。
为了克服这一弊端和轮椅爬楼过程中重心的起伏, 要设计一种可以减缓波动的，波动小了，乘坐者才会感到舒适。
如果座椅和座椅支架是固定在一起的，当轮椅因越障、跨沟、爬楼梯而产生倾斜时，乘坐的人也会一直倾斜着，所以只有把座椅和座椅支架做成滑动连接的才能实现当轮椅发生倾斜时而乘坐的人可以始终保持水平乘坐，这样，乘坐的人才不会感到不舒服。
座椅支架与滑轨的连接方式如图2.4所示。
图2.3 履带及其收放机构简图5123461 液压缸2 轮椅支架3 摆臂履带 4车身主履带 5 驱动系统 6 传动系统其主要由圆弧形轨道及滚轴组成。
滑轨焊接在底架上, 滚轴通过螺纹连接固定在座椅底部的支架上, 其轴端安装有轴承可以在滑轨里滑动,从而实现座椅的平。
该滑道滑轨式座椅的外形结构简图如图2.5所示：座椅支架通过轴承与圆弧形轨道形成滑动连接，圆弧形轨道与轮椅底盘连接成一体，这样，当底盘与圆弧形轨道发生倾斜时，轴承就会沿圆弧形轨道滑动，使座椅始终保持水平，乘坐的12图2.5 座椅机构简图1 座椅支架2 圆弧形轨道图2.4 滚道滑轨式座椅原理图123 41 轴承2 座椅支架3 滑轨4 滚轴人也就可以始终保持水平。
2.5 本章小结通过上述分析，可以初步确定轮椅的主要。
轮组采用三叶式、齿轮传动的行星轮式结构，每个小车轮既可以绕各自的轴自转，又可以绕机架传动轴公转，平地行驶时小车轮自转，越障、跨沟时小车轮不再自转，而是绕传动轴公转；轮椅除了采用轮组外，还要增设履带装置，并且，还设有履带的收放，当遇到楼梯时，放下履带，平地行驶时，收起履带；轮椅支架与底盘用轴承实现连接，能够在底盘发生倾斜时，也能保持水平。
第三章轮椅的结构设计与运动分析3.1 轮椅的结构设计轮椅的结构设计主要包括轮组、履带、车架等的设计。
3.1.1 轮组由第二章可知，轮椅的轮组采用三叶式齿轮传动的星形轮结构。
轮组的外图3.1 轮组机构示意图形图如图3.1所示：轮组主要由车轮、齿轮、转臂组成。
小车轮具有两种运动方式：小车轮的自传，小车轮绕驱动轴的公转。
这两种运动方式实现了轮椅的不同运行方式。
如图3.2所示为轮组的转臂，转臂的作用为：用于安装齿轮，对齿轮进行定位；转臂的另一个主要功能是带动小车轮绕转轴公转；除此之外，转臂还起到强化、支撑轮椅支架等功能。
轮组是用齿轮传动的，一个轮组中包含有七个齿轮，如图3.3所示为轮组的一支，其中1为小车轮，；2为驱动齿轮，用来驱动小车轮自传；3为轮组的转臂，用来驱动小车轮绕驱动轴公转；4为过度齿轮；7为中心齿轮；6为传动轴一，一端与中心齿轮配合，通过轴承空套在转臂3上，一端与链轮配合，并通过轴承空套在主车架上；5为传动轴二，一端通过螺栓与转臂3固连，一端与链轮配合，并通过轴承空套的主车架上；传动轴一与传动轴二通过轴承相互空套；过渡齿轮4，驱动齿轮2各自通过轴承空套在转臂3上；小车轮1通过螺栓与驱动齿轮22 3456 3.3 轮组局部结构图7 1 图3.2 轮组转臂固连，三个小车轮的中心轴线呈等角分布。
由于转臂3，过渡齿轮4，驱动齿轮2（包括小车轮6）都是空套在相应的轴上，因此驱动轮系包含三个结构完全相同的差动轮系，这三个差动轮系共用中心轮和行星架，并且沿周向对称分布，增设过渡齿轮4，可以保证同时着地的两个小车轮1具有和中心齿轮7相同的旋向，朝同一方向滚动前进。
3.1.2 履带及其收放在第二章已经对履带的作了简要介绍，如图2.3为履带及其收放的简图。
履带的收放是通过液压缸的往复运动实现的。
其原理的AutoCAD图如图3.4所示：履带的收放机图3.4 履带及其收放构采用的是分离式液压千斤顶，千斤顶是由一个支撑油缸和一个手动泵组成，它们之间由一根油管连接，通过反复压动手动泵来实现履带的收放和履带倾斜角度的变化。
根据轮椅高度和所设计履带高度选择千斤顶。
L为千斤顶高度最小时的长度,L′为千斤顶伸出一定长度，顶起履带并使其发生一定角度时的长度。
图3.5 千斤顶升降简图L =LL ， L‘=L ′LAB 为履带，通过千斤顶履带转过一定角度∠LL’L ，因为大部分楼梯坡度为30o ,所以上楼梯时，至少把履带旋转30o , 即∠LL’L =30o根据正余弦定理：LL′LLL∠LLL′=LLLLL∠LL′LL′L 2=LL 2+LL′2−2LL ∙LL′LLL∠LLL′取:LL =380mm LL =LL′=320mm解得：B‘C −BC =160mm即千斤顶的行程至少为160mm分离式液压千斤顶要配有液压控制系统，该液压系统基本原理如图3.6所示：液压系统基本原理：系统由油箱，过滤器1，液压泵2，溢流阀3，换向阀4，节流阀5，换向阀6，液压缸以及连接这些原件的油管，接头等组成。