智能轮椅(机械部分)资料
自动上楼轮椅说明书
目录1 绪论 (1)1.1课题的研究背景及意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)2 自动轮椅总体设计 (4)2.1概述 (4)2.2 总体结构设计 (5)2.3行星轮机构设计 (6)3动力系统的设计 (9)3.1动力系统参数设计 (9)3.2驱动电机参数设计 (9)3.3电池选择 (11)4关键零件的设计计算 (12)4.1配齿计算 (12)4.2 链传动计算 (16)参考文献： (19)1 绪论1.1课题的研究背景及意义随着人口的急剧膨胀，我国的人口老龄化也随之加快，给社会及家庭带来的压力也不断增大。
在《人口老龄化发展趋势预测研究报告》中全国老龄委最新发布的资料说明了一个问题：我们所处的21世纪将会是人口老龄化的时期。
而我国早在20世纪末就已经步入了老龄化时代，相对于其他国家较早，这更应该引起我们的重视。
中国不仅是进入老龄化较早的国家，同时也是老年人口最多的国家。
在这个占有世界近1/5人口的国度里的问题就不仅仅是自身的问题了，它也会影响到世界老龄化程度以及进程，这个问题应该值得关注。
另外，由于各种生产事故、交通事故、各种灾害等意外事故导致大量残疾人的出现，这也是整个社会一直面临的问题。
在残疾人数量统计的相关报告表明：世界以及我国的一次大量增加，据官方不完全统计，汉川地震造成残疾人数超过7000人，青海玉树地震造成残疾的数量也是一个巨大数据。
随着现代科学技术的发展人们的寿命在延长的时间变长。
另外由于现代高节奏的生活致使汽车的使用率大幅度提高，交通事故随之增加，导致残疾发生的风险也在加大。
以上情况都验证了一个观点，就是残疾人口的数量将不断增加。
轮椅是现在大多数年老体弱者及肢体伤残人士使用较为广泛的代步工具。
轮椅的发展也随着社会的需求变得多种多样，人类的智慧引领轮椅行业的发展，智能轮椅在越来越高的使用需求中得到了更多的重视，随着科技的飞速发展，将逐步替代手动轮椅和电动而国内城市尤其是在中小城市中以多层公寓式楼房居多，电梯的使用还没有普及到所有的居民住宅，也给轮椅使用者造成诸多不便。
智能轮椅的设计与制造
智能轮椅的设计与制造第一章：引言智能轮椅是一种创新型的机动设备，可以为身体残疾人士提供更加方便的出行方式。
它集成了一系列的智能化技术，例如自动导航、语音识别、智能控制等，大大简化了人们日常出行的流程。
尤其在残疾人士需要自主出行或在无人协助下单独生活的情况下，更加突显出了智能轮椅的价值。
本文将重点介绍智能轮椅的设计和制造，为读者深入了解智能轮椅打下基础。
第二章：智能轮椅的系统架构智能轮椅是由多个模块组成的复杂系统。
通常，它可以分成以下五个模块：智能控制系统、操作面板系统、通讯系统、座椅系统、行驶系统。
1. 智能控制系统：它是智能轮椅最重要和核心的部分，用于控制轮椅的各种行为，例如移动、停止、转弯等。
智能控制系统通常由电子控制器、电池和电机组成。
其中，电子控制器是智能轮椅的“大脑”，它负责集成所有传感器和执行器以及进行实时控制，控制轮椅的运动，从而使得智能轮椅能够实现自主移动。
2. 操作面板系统：它是智能轮椅的界面模块，提供给用户一个方便的交互界面。
通常，操作面板中包含屏幕、按键和语音识别系统。
语音识别系统可以让残疾人士通过语音命令控制轮椅，以便更方便地控制并与轮椅交互。
3. 通讯系统：它是智能轮椅的信息交换模块，用于与外界进行信息交互。
通讯系统包括Wi-Fi网络和蓝牙连接，以便与智能手机或其他外部设备进行连接。
4. 座椅系统：它是智能轮椅的一个重要模块，负责提供座椅支撑和安全性，让使用者更加舒适和安全。
座椅系统可以提供轮椅抬升功能，使残疾人士与普通人同等接触。
5. 行驶系统：它是智能轮椅的运动控制模块，用于控制轮椅的移动和停止。
行驶系统包括轮胎、电机、传感器、制动器，以及提供适当的行驶方向和速度控制。
第三章：智能轮椅的具体设计1. 主控板：主控板是智能控制系统的核心，主要包括微控制器、电机驱动器和加速度传感器。
微控制器是轮椅主控板的“大脑”，负责对传感器采集到的数据进行处理，控制电机驱动器对轮胎进行有效的控制。
电动轮椅详细资料大全
电动轮椅详细资料大全电动轮椅是在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智慧型操纵装置、电池等部件，改造升级而成的。
具备人工操纵智慧型控制器，就能驱动轮椅完成前进、后退、转向、站立、平躺、等多种功能的新一代智慧型化轮椅，是现代精密机械、智慧型数控、工程力学等领域相结合的高新科技产品。
基本介绍•中文名：电动轮椅•外文名：Electric wheelchair•领域：精密机械、智慧型数控、工程力学等•功用：代步基本介绍,轮椅种类,一般轮椅,电动轮椅,特制轮椅,运动轮椅,其他轮椅,动力分类,免维护铅酸电池,锂电电动轮椅,产品特点,功能分类,可立可躺,能爬楼梯,适用范围,产品优点,选购技巧,维护保养,常见故障,基本介绍与传统的电动代步车、电瓶车，脚踏车等代步工具的根本性的区别，在于电动轮椅拥有智慧型化的操纵控制器。
根据操纵方式的不同，有摇杆式控制器，也有用头部或吹吸系统等等各式开关控制的控制器，后者主要适用于上下肢残疾的重度残疾人士使用。
如今，电动轮椅已成为行动不便的老年人、残疾人不可缺少的代步工具，适用对象十分广泛，只要使用者意识清晰，认知能力正常，使用电动轮椅是个不错的选择，不过需要一定的活动空间．轮椅种类一般轮椅手动轮椅车是那些需要人的力量来移动它们。
手动轮椅可以摺叠，储存或放置到车辆的，虽然现代的轮椅也同样可能是刚性的框架。
一般的手动轮椅就是一般医疗器材行销售的轮椅，大致上就是个椅子的形状，四个轮子，后轮较大，加个手推轮，刹车也加在后轮，前轮较小，用来转向，轮椅后面在加个防倾轮。
适用一般有情况，或短期行动不便者，不适合久坐。
电动轮椅电动轮椅是增加了电动马达和导航控制的手段的轮椅。
通常是一个小的操纵杆安装在扶手上，而不是手动功率的轮椅移动。
依操纵方式，有用摇杆的，也有用头部或吹吸系统等等各式开关控制的。
大轮驱动电动轮椅对于重度瘫痪或需要较大移动距离者，只要其认知能力不错的话，使用电动轮椅是个不错的选择，不过需要较大活动空间。
智能轮椅开题报告
智能轮椅开题报告毕业设计开题报告课题名称智能轮椅的设计（机械部分）院系机电与自动化学院专业班机电1201姓名胡天华评分指导教师李奕武昌首义学院武昌首义学院本科生毕业设计开题报告置最适合自己的轮椅，于此同时模块化也可以降低生产成本，提高了智能轮椅的性价比。
随着人工智能，模式识别，图像处理，计算机技术和传感器技术的发展，智能轮椅的功能将更为完善丰富，也将真正进入老年人和残疾人的生活。
综上所述，国外在爬楼梯装置方面的研究已经有一百多年的历史了，研究出来的种类多，有一些已经可以实现市场化，取得了很大的成果。
但是，他们研究出来的产品大多是结构复杂，价格昂贵，有许多产品价格在十几万以上，这对于中国的普通老百姓来说可望而不可及。
国内的研究相对来说比较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积，重量，稳定性及安全性的限制，还没有产品真正的投入使用。
从国内外爬楼梯装置的特点可以看出，爬楼梯轮椅装置发展至今除了轨道式爬楼梯装之外，大多数爬楼梯轮椅装置的自主性都不高，仍然需要在旁人的协助下实现上下楼运动。
而且存在许多问题值得深入研究。
由此可见，为了解决轮椅使用受限的难题，同时还要考虑我国的国情，考虑到使用者的经济承受能力，研究一种价格低廉，功能多样的爬楼轮椅势在必行。
目前，市场上爬楼梯轮椅多种多样，种类繁多。
但是比较优秀，实用，价格低廉的爬楼梯轮椅少之又少。
目前，最为先进的爬楼轮椅为美国的iBOT。
由美国著名发明家迪恩·卡门发明的爬山轮椅iBOT3000独立机动系统（以下简称iBOT）是目前为图1美国 iBOT止世界上最为先进的具有上下楼梯功能的全自动轮椅。
其外形如图1.1所示。
从外表看上去，iBOT与普通轮椅不大一样；它有6个轮子，前面一对为直径10厘4.设计方案1.1星轮式星轮式爬楼轮椅的爬楼机构由均匀分布在“Y”型、“五星”或“+”字形系杆上的若干个小轮构成。
各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随着系杆一起绕中心轴公转。
多功能轮椅能上楼梯的轮椅设计影像资料ppt课件
轮恰好与履带末端相切，
因此履带可以在后轮的带
动下很顺利地爬上前几节
楼梯，直到轮椅的履带全
部挪动到楼梯上，之后后
轮的任务由履带替代。下
楼时那么相反。
履带的构造
履带分为上段和下段两Βιβλιοθήκη 分，下段主要起到辅助支撑的作
用，上段起主导作用。
履带的外缘为齿状，
加强摩擦力。此外在
履带之间有多个小轮
减小履带在楼梯上的
弯曲。
履带的功能
履带的这种构 造，一方面添加 了履带的长度， 加强了轮椅在楼 梯上的稳定性， 另一方面减缓了 轮椅在楼梯与楼 层地面之间的摆 动，添加了平安 系数。
2、双连杆机构的构造功能
双连杆机构的设计目的是为了添加轮
椅在上下楼梯时的稳定性。
当上楼时，双连杆机构中的
节点3跨过楼梯的最高一节
台阶时，节点2开场弯曲，
谢谢各位专家!
附加阐明
1、在选材方面，轮椅的的资料应选用质轻而强 度高的复合资料。
2、在改良方面，轮椅可以添加多项其它功能， 如改为电动，改良轮椅坐板的设计可以使残疾 人能在轮椅上方便，以及添加可以卧式的功能。
总结
• 本产品的设计原理为同类产品首创， 操作简单。产品经过后轮与履带巧妙 的配合，提高了由地面与楼梯过渡阶 段轮椅的稳定性；产品的另一主要特 点是使残疾人能独立上下楼梯，并且 平安系数高，灵敏性强。产品独特设 计的多功能写字板，更加方便了残疾 人的操作和生活。
多功能轮椅设计
多功能轮椅构造简图及产品简介
本品主要运用于下肢不便的残疾人及老年群体
日常行走，以方便其上下楼为主要的辅助功能。
此多功能轮椅在平路上运转时，
与普通轮椅原理一样。当上下
智能轮椅专利申请书模板(3篇)
第1篇申请名称：智能轮椅申请类别：发明申请人：[申请人姓名]地址：[申请人地址]联系电话：[联系电话]电子邮箱：[电子邮箱]申请日期：[申请日期]摘要：本发明涉及一种智能轮椅，包括轮椅底盘、动力系统、控制系统、传感器模块和辅助功能模块。
本发明旨在提供一种具有智能化、便捷性和安全性的轮椅，以适应不同用户的需要，提高生活质量。
技术领域：本发明涉及轮椅领域，尤其涉及一种智能轮椅，具有智能化控制、便捷操作和安全性等特点。
背景技术：随着社会的发展和科技的进步，老年人、残疾人和行动不便的人群对于辅助出行工具的需求日益增加。
传统的轮椅在功能上较为单一，缺乏智能化和便捷性。
因此，开发一种具有智能化、便捷性和安全性的智能轮椅具有重要的实际意义。
发明内容：本发明提供一种智能轮椅，包括以下技术特征：1. 轮椅底盘：包括座椅、靠背、扶手和四个轮子，座椅采用人体工程学设计，以适应不同用户的坐姿需求。
2. 动力系统：包括电动机和电池组，电动机负责驱动轮椅底盘的四个轮子，电池组为电动机提供能量。
3. 控制系统：包括中央处理器（CPU）、输入设备、输出设备和通信模块。
CPU负责接收输入设备输入的指令，处理并控制输出设备执行相应的操作。
4. 传感器模块：包括速度传感器、距离传感器、倾斜传感器和压力传感器。
速度传感器用于检测轮椅的速度；距离传感器用于检测轮椅与前方障碍物的距离；倾斜传感器用于检测轮椅的倾斜角度；压力传感器用于检测座椅的压力，以判断用户的状态。
5. 辅助功能模块：包括语音识别模块、导航模块、无线通信模块和娱乐模块。
语音识别模块用于实现语音控制功能；导航模块用于实现路径规划和导航功能；无线通信模块用于实现与其他智能设备的互联互通；娱乐模块用于提供音乐、视频等娱乐功能。
具体实施方式：以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。
图1为本发明智能轮椅的结构示意图。
图1中：1. 轮椅底盘2. 动力系统3. 控制系统4. 传感器模块5. 辅助功能模块具体实施方式如下：1. 轮椅底盘：座椅、靠背、扶手和四个轮子采用人体工程学设计，确保用户乘坐舒适。
智能轮椅作文500字左右
智能轮椅作文500字左右智能轮椅是一种结合了人工智能技术和机械工程的创新产品。
它的出现为行动不便的人群带来了极大的便利。
智能轮椅不仅可以自动感知周围环境，还能根据用户的需要提供定制化的服务。
下面我将用英文和中文分别回答有关智能轮椅的问题。
英文回答：Intelligent wheelchairs are a revolutionary productthat combines artificial intelligence technology with mechanical engineering. They have brought great convenience to people with mobility difficulties. Intelligent wheelchairs can not only automatically perceive the surrounding environment but also provide customized services according to the needs of users. Let me provide some examples to illustrate the benefits of intelligent wheelchairs.Firstly, intelligent wheelchairs can navigate through complex environments. They are equipped with advancedsensors and cameras that can detect obstacles and plan the best route to avoid them. For example, if a user wants to go to a crowded shopping mall, the intelligent wheelchair can analyze the real-time data of the mall, such as the crowd density and the locations of elevators and ramps. Based on this information, it can choose the least crowded path and guide the user safely to the desired destination.Secondly, intelligent wheelchairs can assist users in performing daily tasks. They are equipped with robotic arms that can help users pick up objects, open doors, and even prepare meals. For instance, if a user wants to grab a book from a high shelf, the intelligent wheelchair can extendits robotic arm and grab the book for the user. This eliminates the need for the user to rely on others for assistance and promotes independence.Furthermore, intelligent wheelchairs can provide personalized healthcare services. They can monitor theuser's vital signs, such as heart rate and blood pressure, and alert medical professionals in case of emergencies. Additionally, they can remind users to take medication ontime and track their physical activities. For example, if a user forgets to take their medication, the intelligent wheelchair can send a reminder and even dispense the medication.In conclusion, intelligent wheelchairs have greatly improved the quality of life for people with mobility difficulties. They can navigate complex environments,assist with daily tasks, and provide personalizedhealthcare services. With the advancements in technology,we can expect even more innovative features to beintegrated into intelligent wheelchairs in the future.中文回答：智能轮椅是一种结合了人工智能技术和机械工程的创新产品。
智能轮椅
• 机器人轮椅主要有口令识别与语音合成、机器人自定位、 动态随机避障、多传感器信息融合、实时自适应导航控 制等功能。 • 机器人轮椅关键技术是安全导航问题，采用的基本方法 是靠超声波和红外测距，个别也采用了口令控制。超声 波和红外导航的主要不足在于可控测范围有限，视觉导 航可以克服这方面的足。在机器人轮椅中，轮椅的使 用者应是整个系统的中心和积极的组成部分。对使用者 来说，机器人轮椅应具有与人交互的功能。这种交互功 能可以很直观地通过人机语音对话来实现。尽管个别现 有的移动轮椅可用简单的口令来控制，但真正具有交互 功能的移动机器人和轮椅尚不多见。
这台轮椅会自动爬楼梯 荣获国际物联网创新创业大赛中 国区特等奖
• 智能轮椅通常是在一台标准电动轮椅的基础上， 增加一台电脑和一些传感器或者在一个移动机器 人的基础上增加一个座椅进行构建。 • 我国开展智能轮椅的研究较晚，但是也根据自己 的技术优势和特点， 开发出了有特色的智能轮椅 平台， 包括中科院自动化所的多模态交互智能轮 椅、嵌入式智能轮椅， 上海交通大学的多功能智 能轮椅， 中科院深圳先进技术研究院基于头部动 作的智能轮椅等等。
智能轮椅研究报告
智能轮椅研究报告摘要智能轮椅作为一种新型的辅助设备，将传统的轮椅与智能技术相结合，为行动不便的人群提供了更加便捷和舒适的出行体验。
本报告对智能轮椅的研究进行了概述，包括智能轮椅的定义、发展历程以及主要技术和应用。
通过对相关文献的调研和分析，我们发现智能轮椅在提高行动不便人群的生活质量和社会参与方面具有重要意义。
但是，智能轮椅在实际应用中仍面临诸多挑战，如安全性、可靠性和成本等方面的问题。
因此，进一步研究和改进智能轮椅的技术和性能对于推动智能轮椅的发展具有重要意义。
1. 引言1.1 背景随着人口老龄化和行动不便人群的增加，传统的手动轮椅已经无法满足他们的出行需求。
智能轮椅作为一种新型的辅助设备，在提高行动不便人群的生活质量和社会参与方面扮演着重要角色。
智能轮椅利用智能技术和机械装置，使用户能够通过语音、手势或脑机接口等方式操控轮椅的运动，实现更加灵活自如的行动。
1.2 目的本报告旨在对智能轮椅的研究进行概述，包括其定义、发展历程、主要技术和应用等方面的内容。
通过对智能轮椅的研究和分析，我们希望进一步了解智能轮椅的现状和未来发展，并提出一些改进和优化的建议。
2. 智能轮椅的定义和发展历程2.1 定义智能轮椅是一种利用智能技术和机械装置实现自主操控的轮椅。
它通过语音识别、手势识别、脑机接口等方式，使用户能够自如地控制轮椅的运动。
2.2 发展历程智能轮椅的发展可以追溯到上世纪70年代。
最早的智能轮椅是由美国麻省理工学院团队开发的，它利用计算机和传感器技术实现了轮椅的自主导航和避障功能。
随着科技的进步和智能技术的发展，智能轮椅逐渐趋于成熟。
现代智能轮椅不仅具备自主导航和避障功能，还能够通过语音和手势识别实现人机交互，为用户提供更加个性化的服务。
3. 智能轮椅的主要技术3.1 语音识别技术语音识别技术是智能轮椅的核心技术之一。
通过语音识别技术，用户可以通过口头命令控制轮椅的运动和功能。
智能轮椅通过将用户的语音指令转化为机器可理解的指令，从而实现语音操控轮椅。
无障碍智能轮椅
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辅助式机构
辅助式机构主要是指通过给普通轮椅加装辅助机 构使其具有爬楼功能。目前此方面的主要研究成果为 在普通轮椅的两侧各加一套由平行四边形机构组成的 爬楼梯执行机构，四腿与轮椅原有的四个轮形成两套 支撑系统，通过四边形机构的运动，两套支撑系统轮 番着地，并将另一套支撑系统支撑托起送到上（或下） 一个台阶。由于这种轮椅是以普通轮椅为基础改造而 成的，所以结构简单，价格低。
无障碍智能轮椅
发展历史 机构设计 电子技术 创新及其原理 未来展望
中国最古老的轮椅记载，考古学者在一处约 公元前1600年石棺的刻画上，发现有轮椅的图 案。 欧洲最早的记载是在中世纪时期的独轮推车 （需他人推进，比较接近当代护理型的轮椅） 目前世界公认的轮椅历史中，最早的记录是中 国南北朝（公元525年）石棺上带轮子椅子的雕 刻也是现代轮椅的前身。 公元16世纪，文艺复兴时期，西班牙国王菲力 蒲二世因为患中风，而乘坐一部木质的轮椅。
太阳能电池主要由硅、砷化镓、 硒铟铜等材料制成，它们地发电原理 基本相同。以晶体硅为例，当太阳照 射到硅地表面时，一部分光子地能量 会被硅原子吸收，使原子内地电子发 生跃迁，从而在材料内部形成一定地 电位差，这样光能就转化为电能储存 了起来。当太阳能电池接通电路时， 电压就可以产生电流流过外部电路了。
1 全自主导航模式 2 半自主导航模式
智能轮椅的全自主导航主要是解决“go-to-goal” 的问题。 使用者通过人机界面给出目标点， 由轮椅 完成路径规划和路径跟踪。 其导航技术主要采用自 主移动机器人的相关技术。 导航的方法很多， 包括 基于路标导航、 基于地图导航、 基于传感器导航和 基于视觉导航等。 导航系统通常是由其中一种或几 种方式结合起来构成。 导航系统通过各种传感器检 测环境信息， 建立环境模型， 确定轮椅的位置和方 向， 然后规划出安全有效的运动路径， 并自主实现 路径跟踪在运动过程中， 系统需要与使用者进行实 时交互， 根据目标点的变更实时调整运动路径。
中国智能轮椅的发展现状及发展趋势分析报告
中国智能轮椅的发展现状及发展趋势分析报告一、智能轮椅简介智能轮椅作为机器人技术的一种应用平台，能够让不同残障程度人群都有办法操控轮椅，可以极大地改善使用者的生活质量。
智能轮椅的总功能可分为以下几个：驱动功能、环境感知、导航功能、控制功能以及人机交互功能等。
智能轮椅系统主要由传感器模块、驱动控制模块和人机交互模块3部分组成。
传感器模块主要由内部状态感知和外部环境感知两部分构成，通过姿态传感器确定轮椅自身的位姿信息；通过编码器的位移速度和距离获得自定位信息；视觉、超声波和接近开关主要负责持续获得周围环境和障碍物的距离信息。
驱动控制模块采用后轮驱动的方式，每一个后轮配置一个电动机，在控制器的操作下实现电动轮椅的前进、后退以及转向等基本功能。
和传统轮椅相比，智能轮椅多了“大脑”（计算机控制系统）、“耳朵”（麦克风）和“眼睛”（摄像头）的功能，使轮椅变成了高度自动化的智能轮椅式移动机器人，特别适用于截瘫患者或下肢强直病人使用的具有不同控制方式的智能型助动系统。
二、我国智能轮椅研究现状综述最早关于智能轮椅的研究始于上世纪80年代，经过30多年的发展，已开发出多种智能轮椅产品。
尽管我国智能轮椅的研究开发工作起步较晚，在机构的复杂性和灵活性上同发达国家和地区相比还有一定差距，但也根据自身特色研制出了技术指标接近甚至超过国外先进水平的智能轮椅平台。
特别是在智能轮椅的电动驱动总成、嵌入式控制器、传感器技术、电源技术等核心技术方面世界上很多国家和地区都在不断探索和创新。
智能轮椅作为一种服务机器人是面向行动不便人群的辅助行走机器人，其应用融合了机器人研究领域的多种技术，其涉及到机器人技术、信息技术等多个诸多领域。
但是，目前很多实验室研制出的智能轮椅还停留在样机或是少数定做阶段。
三、我国智能轮椅发展存在的问题一是部分智能轮椅的人机交互仍不够方便，一些人机接口难以准确区分乘坐者的有意识行为和无意识行为，实用性较差；轮椅的安全保障系数不够完善，对各种环境发生危险的可能性还不能够完全预防，相应的安全保障措施还不够健全；甚至一些智能轮椅过于注重功能的实现，导致其控制系统和传感器系统过于复杂；部分科研单位虽然具有一定的技术实力，但由于缺乏明确的市场定位和经费支持，即使开发出样机，也难以顺利走上产品化的正常轨道。
智能轮椅结构设计与研究
ｈａｎｄｉｃａｐｐｅｄ ｉｍｐｒｏＶｅ ａｃｔｉＶｉｔｙ ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｆ．ｒｅｅｄｏｍ ａｎｄ ｍｅ唱ｅ ｉｎｔｏ ｓｏｃｉｅｔｙ
ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｃｈａｉｒ．Ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ、ｖｈｅｅｌｃｈａｉｒ ｈａｓ ｂｅｅｎ
ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｕｎｄｅｒ ＵＧ ＮＸ ｂｙ ｕｓｅｉｎｇ Ｖｉｒｔｕａｌ ｐｒｏｔｏｐｙｐｅ ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ．Ｕｎｄｅｒ ＵＧ Ｍｏｔｉｏｎ
ＵＧ自带的Ｍ．ｏｔｉｏｎ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ模块对轮椅三维模型进行了运动学仿真，得到的仿真动
画与设计要求相一致，从而验证了轮椅设计的合理性。 通过对驱动电机、电动推杆等关键零部件的参数选型后，对智能轮椅的最大速度、 爬坡角度等运动参数进行了校核，所得到的各项数值符合我国电动轮椅的国家标准要
’
求。
本文通过对智能轮椅结构的创新设计，使轮椅结构本身实现了多种功能，有助于 提高残障者生活质量：同时改变了传统的设计方法，利用虚拟样机技术缩短了设计周 期，提高了设计效率。
Ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｈｅｃｋ
天津科技大学顺Ｊ：学位论文
ｌ
绪论
１．１课题的研究背景及意义
我国是世界人口最多的国家，老龄化和残疾是我们不得不面对的重大问题。据老 龄委统计结果显示，截至２００４年底我国６０岁以上的老年人已达到１．４３亿，占全国人 口总数的ｌＯ．９７％以上。预计到２０ｌＯ年我国老龄人口将达１．６亿，约占人口总数的１２％， 并将于２０２０年达到２．４８亿，而到２０５０年前后老年人口总量将超过４亿【ｌ Ｊ。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 的人的数量将大幅度减少，而需要照顾的高龄者人数将要增加。高龄人的一个很大的 障碍就是步行能力减弱，最后还可能无法行走，在这种条件下，需要有劳动能力的人 照顾他们。另外，随着科技的进步、工业的发展、交通的紧张，意外事故频繁发生， 残疾人数量在急剧增加。我国的残疾人口每年以七十万到八十万的速度在增长，也就 是说，每天增加两干多名残疾人，每四十秒钟左右就要增加一名残疾人。据２００６年４ 月１日起至５月３１日结束的第二次全国残疾人抽样调查，目前，我国各类残疾人总 数８２９６万人，残疾人占全国总人口的比例为６．３４％。各类残疾人的人数中肢体残疾 ２４１２万人，占２９．０７％【引。由于这一类人群丧失了行走能力，因此他们的各种生活权 益急需要得到保障，残疾群体的特殊需求也应得到关注。为了给老年人和残障人士提 供安全可靠、性能优越的代步工具，帮助他们提高行动自由度及重新融入社会，将智 能机器人技术应用于电动轮椅的智能轮椅越来越引起全社会的重视和关注ｐＪ，对于这 方面的基础研究和产品设备的开发也将是我国未来经济发展的重要课题。 目前我国市场上所能见到的轮椅产品主要分为手动和电动两大类，其中手动轮椅 因其价格低廉，得到市场青睐，但由于手动轮椅使用主要集中在上肢健全的青壮年范 围内，从而限制了老年人和一部分残疾人的使用，在经济条件允许的状况下，电动轮 椅成为了他们的必然选择。电动轮椅一般分为室内型、室外型和道路型三种，在我国 市场上都能见到。但是我国电动轮椅一般只是在手动轮椅基础上增加动力源和控制单 元，功能单一，从安全性、可靠性及功能性上均不能充分满足老年人、残疾人的实际 需求。因此研发功能丰富、价格适中的智能轮椅产品，给老年人、残疾人提供优越的 代步工具，从而改善该人群的生活质量、帮助他们重新获得生活能力，找回自尊、自 立的感觉，帮助他们重新融入社会，提高他们对生活的乐趣和信心，减轻家庭及社会 负担，促进社会和谐发展具有重要意义并将产生巨大的社会效益。
智能轮椅(机械部分)资料
华 中 科 技 大 学
武昌分校
毕业设计（论文）
智能轮椅的设计（机械部分）
系 别：机电与自动化学院
专 业 班：机电1201班
姓 名：胡天华
学 号：20121100016
指导教师：李奕
2016年5月
智能轮椅的设计（机械部分）
Design Of Intelligent wheelchair
(Mechanical part)
2.1 可实现上下楼梯功能机构的比较
目前比较主流的爬楼机构为履带式，星轮式，步进式。通过对比分析，选择一种合适运动机构，然后通过对下列机构的特点进行对比和分析，结合优缺点，选择最为适合本次设计要求的机构。
2.1.1 履带式机构
顾名思义，履带式机构就是通过履带爬行，相当于坦克的行进方式，但是由于履带的结构构造，当履带式在爬梯过程中，重心会出现偏移，所以在楼梯上，不论是上坡还是下坡，都容易出现侧倾，这是非常危险的。履带式爬楼轮椅不适合在楼梯阶沿太光滑及斜度大于30－35度的环境使用，履带的损耗会非常严重，从而导致不得不经常更换或者是维修，带来许多的经济负担，而如果使用高质量高硬度的履带，虽然履带磨损率得到了保障，但相应的会对楼梯阶沿造成损伤，尤其是木制楼梯。履带式爬楼轮椅平地行走时阻力较大，转角处拐弯不灵活[7]对此，国内外提出过各种各样的改进机构，但目前仍不是很理想。
智能轮椅简介PPT课件
2.1.3 半自主导航 半自主导航，也称为分享导航(sharednaviga-tion)，
主要是解决“where he/she wants to go”的问题， 是智能轮椅导航研究中的重点。目前智能轮椅半自主 导航主要关注于意图理解(Imp-licit communication) 和安全避障(safeob stacle- avoidance)的问题。 意图理解是指当轮椅处于环境较为复杂的情况下，根 据自身的环境探测以及使用者的操纵指令给出合理的 行动规划， 或者通过人机交互的方式来给出几种选择 以供使用者参考。 安全避障则是指在保证使用者操纵指令正确执行的情 况下使轮椅避开障碍物， 防止碰撞的发生。
根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后， 对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预 定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两 类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部 分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等， 并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成 闭环控制。
7
一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象 及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界 情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人 具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外 部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些 信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工 作精度。
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根据控制方式的不同，可以分为设定型人机接口和自 然型人机接口两种。
设定型人机接口适用于那些残疾程度较轻肢体能动性 较高而且意识较好的人群， 包括操纵杆控制、 按键 控制、 方向盘控制、 触摸屏控制、 菜单控制等。
自然型人机接口的使用人群是那些残疾程度较高， 肢 体能动性较低的人群， 包括语音控制、 呼吸控制、 头部控制、 手势控制、 生物信号控制等方式。
未来概念老人轮椅机械设计
毕业设计（论文）题目：未来概念老人轮椅机械设计（英文）：Design of Mechanical Devices of Elderly Wheelchair with Futuristic Concept院别：机电学院专业：机械电子工程姓名：学号：指导教师：日期：未来概念老人轮椅机械设计摘要通过参考国内外老年人轮椅的发展状况及关键技术,结合人机工程学与轮椅舒适性的密切关系, 本设计提出了一种人性化的新型可卧坐可爬楼梯电动轮椅的总体设计方案,并依次给出了助行模块、爬楼模块和卧坐模块的设计。
并对其进行工程材料的选择及校核,验证了整个设计的可行性和有效性。
关键词：电动轮椅;人机工程学；模块化;机械设计Design of Mechanical Devices of ElderlyWheelchair with Futuristic ConceptABSTRACTThrough the design of domestic and international reference elderly wheelchair development status and key technology, combined with the ergonomics and the comfort of wheelchairs close relation, put forward a kind of humanized new lies for sitting and stair climbing wheelchair design program, and in turn gives a help line module, climb a building module and lying and sitting module design. And carries on the engineering materials selection and check, verify the feasibility and validity of the design.Key words：Electric wheelchair; Ergonomics; Modularization; Mechanical design目录1绪论 (1)1.1课题的研究背景 (1)1.2 电动轮椅国内外研究现状及发展趋势分析 (1)1.2.1电动轮椅国内外研究现状 (1)1.2.2 电动轮椅发展趋势 (3)1.3 本设计主要内容 (4)1.4本章小结 (4)2未来概念老人轮椅系统方案设计 (5)2.1轮椅组成部分 (5)2.1.1大车轮 (5)2.1.2小车轮 (5)2.1.3轮胎 (5)2.1.4刹车 (5)2.1.5座椅 (6)2.1.6坐垫 (6)2.1.7.腿托及脚踏板 (6)2.1.8靠背 (6)2.1.9扶手及臂托 (6)2.2人性化设计方案 (7)2.2.1座位深度设计 (7)2.2.2 背椅设计 (7)2.2.3防倾轮设计 (7)2.2.4星形轮设计 (7)2.2.5驱动方式设计 (8)2.2.6新材料运用 (8)2.3各部分尺寸选择 (8)2.3.1座宽 (8)2.3.2座深 (8)2.3.3扶手高度 (8)2.3.4驱动轮 (9)2.3.5手泉 (9)2.3.6靠枕 (9)2.3.7靠背 (9)2.3.8脚踏板 (9)2.3.9腿托 (9)2.4本章小结 (11)3未来概念老人轮椅的功能组成模块设计 (12)3.1行走模块设计: (12)3.1.1自助方式 (12)3.1.2后轮驱动方式 (12)3.1.3刹车装置 (12)3.2卧坐模块设计 (14)3.2.1背椅设计 (14)3.2.2脚踏板结构的设计 (15)3.3爬楼梯模块设计 (15)3.4控制问题： (16)3.4本章小结 (17)4工程材料的选择及校核 (18)4.1工程材料的选择 (18)4.1.1车身材料的选择 (18)4.1.2坐垫材料的选择 (18)4.1.3轮胎的选择 (18)4.1.4星形轮小轮轴及轴承的选择 (19)4.1.5星形轮中心轴及轴承的选择 (20)4.1.6大轮轴的选择 (20)4.2工程材料的校核 (21)4.2.1星形轮小轮轴的校核 (21)4.2.2星形轮中心轮轴的校核 (21)4.2.3大轮空心轮轴的校核 (22)4.2.4轮椅构架材料的校核 (22)4.3本章小结 (22)参考文献 (24)附录A轮椅的使用及注意事项 (25)1上车 (26)2行驶 (26)3上下楼梯 (26)4下车 (26)5靠背斜度的调节 (27)6保养和维护 (27)7注意事项 (27)未来概念老人轮椅机械设计1绪论1.1课题的研究背景根据国家第六次人口普查数据显示，截至2010年12月31日，我国60岁及以上人口占13.26%，中国现有老龄人口已超过1.67亿，且每年以近800万的速度增加，根据有关专家的预测，到2050年，中国老龄人口将达到总人口的三分之一。
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摘 要
轮椅在老年人以及残疾人的生活中扮演着重要的角色，随着社会的发展，特别是城市的快速扩张和建设，以及人口老龄化问题越来越严重和残障者数量的不断增加，对辅助步行工具的需求日益提高。而高楼大厦鳞次栉比，越来越多的天桥，公园的台阶，小区上下楼等，却越来越困扰着轮椅使用者。轮椅作为残障者的唯一出行工具，受到了越来越多的制约，传统轮椅已经不能满足多数人的需求。而随着科技的发展及技术的进步，轮椅，应该被加以改进以适应现代社会的环境。
Key words:Climbing stairs wheelchair planetary gearMechanismDesign
AbstractⅡ
1 绪 论
1.1 引言
据联合国报告指出，全世界人口老龄化进程正在加快，今后50年内，60岁以的人口比例预计将会翻倍，由于各种灾难和疾病造成的残障人士也逐年增加，他们存在不同程度的能力丧失，如行走、视力、动手及语言等[1][2]。为了提供老年及残障人士性能出色的出行工具，帮助他们外出方便，目前美国，德国，日本，法国，加拿大，西班牙及中国等国家对智能轮椅进行了研究，使智能轮椅具有记忆地图，避障，自动行走等功能，智能轮椅是将智能机器人技术运用于电动轮椅，融合多种领域的研究，包括机器视觉，机器人导航和定位，模式识别，多传感器融合及用户接口等，设计机械，控制，传感器，人工智能等技术，也称智能轮椅式移动机器人[3][4]
华 中 科 技 大 学
武昌分校
毕业设计（论文）
智能轮椅的设计（机械部分）
系 别：机电与自动化学院
专 业 班：机电1201班
姓 名：胡天华
学 号：2012110械部分）
Design Of Intelligent wheelchair
(Mechanical part)
综上所述，本文在经过研究论证的基础上，采用行星轮机构，针对本文中所使用的双电机分别驱动左右轮的方案，在平地行驶时，使用电机驱动，四轮着地。通过控制两侧车轮的转速从而实现转弯控制。爬楼时，通过行星轮翻转来实现上下楼梯行走。
关键词：爬楼轮椅行星轮机构设计
Abstract
Wheelchair play in the life of the disabled and the elderly in an important role, along with the development of society, especially the rapid expansion and construction of the city, as well as an increasingly serious problem of population aging and the increasing number of persons with disabilities, to assist walking the increasing demand for tools. And row upon row of tall buildings, more and more bridges, stairs park on a cell downstairs, etc., are increasingly plagued wheelchair users. As the only handicapped wheelchair travel tools, has been more and more restricted, conventional wheelchairs can not meet most people's needs. With the advancement of technology and the development of technology, the wheelchair should be modified to adapt to the environment of modern society.
In conclusion, on the basis through feasibility studies on the use of planetary gear mechanism, for dual motor used herein, the left and right wheels are driven scheme, when the ground running, use motor drive, four-wheel ground. Having four-wheel drive characteristics. By controlling the rotational speed of the wheels on both sides, to achieve turn control. When climbing stairs, driving motor is rotated by another planet rocker, two pairs of wheels alternately the ground, in order to achieve and down stairs
自二十世纪以来，在欧美，越来越多的人开始关注这方面的问题，对许多机构进行了深入的探讨和论证，然后得出了非常多的结论，也提出了多种多样的解决方案。总体而言，根据爬升结构的不同，通常采用三种结构原理[5]一种是采用行星轮机构，他们不仅绕自身的轴旋转还饶一个所有轮的共同轴线旋转；一种结构是履带型爬梯轮椅；一种结构是步进支撑式。我国起初在这方面由于各种原因并没有多少的重视，所以研究缓慢，但是随着经济等快速发展，在相关产业带动下，研究爬楼轮椅对我国而言有巨大的现实意义。