多功能電動(dòng)爬樓輪椅設(shè)計(jì)-三星輪輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【10張CAD圖紙及說(shuō)明書(shū)全套】【YC系列】

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Climbing stairs electric wheelchair is one kind of the service robots ,and it is the elderly and disabled peoples indispensable rehabilitation and transport ,To use a wheelchair old people and disabled people can physical exercise and participate in social activities .Considering the convenience of the elderly and the disabled peoples traveling ,researching and developing a climb stairs function wheelchair has the significant practical significance.The design will be up and down the stairs to the electric wheelchair design, to meet the legs disabled and elderly automatic staircase function. From the main design, structure design, including the data computation, the transmission system design, the motor and purchased parts selection, application, maintenance and other aspects of system design. And draw the electric wheelchair2D assembly drawing and parts drawing.Key words: Electric wheelchair Star wheel climbing device Structure design 目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒 論11.1課題的研究背景及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2.1履帶式11.2.2星輪式21.2.3腿足式21.2.4復(fù)合式3第2章 總體方案設(shè)計(jì)52.1總體類(lèi)型選擇52.1.1設(shè)計(jì)要求52.1.2類(lèi)型選擇52.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)62.3行星輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)72.3.1行星輪總體結(jié)構(gòu)概述72.3.2行星輪架的中心距72.3.3小輪半徑r的范圍值8第3章 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)103.1動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇103.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇103.2.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型選擇103.2.2選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率103.3蓄電池選擇123.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)133.4.1各軸轉(zhuǎn)速133.4.2各軸輸入功率133.4.3各軸轉(zhuǎn)矩13第4章 主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算144.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)144.1.1傳動(dòng)比計(jì)算144.1.2齒輪模數(shù)與齒數(shù)計(jì)算144.1.3載荷系數(shù)計(jì)算164.1.4幾何尺寸計(jì)算184.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)184.2.1鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算194.2.2鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)214.3軸及附件設(shè)計(jì)214.3.1計(jì)算各軸的強(qiáng)度214.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)224.3.3軸的強(qiáng)度校核23結(jié) 論25參考文獻(xiàn)26致 謝27第1章 緒 論1.1課題的研究背景及意義當(dāng)前中國(guó)老齡化社會(huì)的壓力越來(lái)越大。項(xiàng)目針對(duì)老齡化社會(huì)護(hù)理人員多為女性且老式樓房沒(méi)有電梯的特點(diǎn)。另外，由于各種生產(chǎn)事故、交通事故、各種災(zāi)害等意外事故導(dǎo)致大量殘疾人的出現(xiàn)，這也是整個(gè)社會(huì)一直面臨的問(wèn)題。輪椅是現(xiàn)在大多數(shù)年老體弱者及肢體傷殘人士使用較為廣泛的代步工具。輪椅的發(fā)展也隨著社會(huì)的需求變得多種多樣，人類(lèi)的智慧引領(lǐng)輪椅行業(yè)的發(fā)展，智能輪椅在越來(lái)越高的使用需求中得到了更多的重視，隨著科技的飛速發(fā)展，將逐步替代手動(dòng)輪椅和電動(dòng)輪椅。由于考慮到使用區(qū)域的廣泛性，設(shè)計(jì)一款使用方便、重量適宜、價(jià)格合理的電動(dòng)爬樓梯輪椅可能會(huì)大大的改善老年人和殘疾人的生活質(zhì)量，讓他們的出行更為方便，樓梯和路障將不再成為他們出行的障礙。設(shè)計(jì)具備爬樓梯功能的電動(dòng)輪椅，從而有效提高老年人的生活質(zhì)量。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀爬樓梯裝置的研究已經(jīng)有了較長(zhǎng)的歷史，早在19世紀(jì)90年代就已經(jīng)有了此類(lèi)專(zhuān)利的出現(xiàn)。自此，美、英、日德等發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始向此領(lǐng)域沖擊，經(jīng)過(guò)不斷努力開(kāi)發(fā)，也出現(xiàn)了一些成果。由于起步較早，它們?cè)谶@方面的技術(shù)也相對(duì)成熟，已經(jīng)推出此類(lèi)產(chǎn)品。但現(xiàn)存產(chǎn)品都還存在各種瑕疵，還沒(méi)有一種能做到盡善盡美。我國(guó)對(duì)此類(lèi)裝置的研究起步較晚，在近幾年也有一些成果產(chǎn)生，但距離形成成熟產(chǎn)品還有很長(zhǎng)的路要走。目前已經(jīng)存在的爬樓梯裝置也是各種各樣，可以按照爬樓方式分為履帶式、星輪式、腿足式以及復(fù)合式爬樓梯裝置。各種裝置都有自己的優(yōu)點(diǎn)，但也都存在一定不足。1.2.1履帶式履帶式爬樓裝置是目前應(yīng)用較廣的一種方式，其原理簡(jiǎn)單，有多款成熟產(chǎn)品問(wèn)世。其中較為出名的是法國(guó)TopChiar公司研制的悍馬-H8型，如圖1.2.1a)。悍馬-H8在結(jié)構(gòu)上將平地電動(dòng)輪椅和爬樓機(jī)構(gòu)融為一體，平地運(yùn)動(dòng)時(shí)履帶機(jī)構(gòu)收起，由后輪驅(qū)動(dòng)，爬樓時(shí)履帶機(jī)構(gòu)放下，與輪椅底部成一定角度，爬樓時(shí)可調(diào)節(jié)，使乘坐者始終處于較舒適的狀態(tài)。 （a)法國(guó)悍馬-H8 （b) T09-ROBY 圖1.2.1履帶式爬樓裝置履帶式爬樓機(jī)構(gòu)行走方式連續(xù)，抓地力強(qiáng)，上下樓時(shí)重心平穩(wěn)，安全可靠，但體積、重量及噪聲也較大。1.2.2星輪式輪式機(jī)構(gòu)在地面的運(yùn)輸工具中應(yīng)用范圍最大，國(guó)外的爬樓梯裝置設(shè)計(jì)中也常常采取輪式機(jī)構(gòu)。普通的殘疾人使用的輪椅及電動(dòng)輪椅車(chē)也通常使用輪式機(jī)構(gòu)，輪式機(jī)構(gòu)體積小巧，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且容易控制，運(yùn)行起來(lái)既平穩(wěn)速度又快，工作能效高，并且由于轉(zhuǎn)向時(shí)候采取的差動(dòng)傳動(dòng)轉(zhuǎn)向半徑，這種轉(zhuǎn)向半徑很小，且易于轉(zhuǎn)向;圓柱型輪體機(jī)構(gòu)常常應(yīng)用在一般的輪式機(jī)構(gòu)之中，在平地行走具有很大的優(yōu)勢(shì)，但是路況較差如崎嶇路面、樓梯狀況時(shí)，普通的輪式機(jī)構(gòu)又不能達(dá)到使用者的要求。普通輪式機(jī)構(gòu)要想跨越臺(tái)階等障礙，其中一個(gè)必要條件就是車(chē)輪半徑至少要大于臺(tái)階高度，而且跨越臺(tái)階需要的能量很大，過(guò)程不穩(wěn)定，沖擊較大;而且樓梯臺(tái)階的寬度有限，如果一味的增大車(chē)輪半徑又會(huì)導(dǎo)致輪椅在臺(tái)階上失去了支撐點(diǎn)，這也是目前常規(guī)輪椅采用大的后輪而無(wú)法實(shí)現(xiàn)上下樓梯功能的主要原因。1.2.3腿足式腿足式爬樓輪椅的主要特點(diǎn)是爬樓動(dòng)作是一個(gè)由腿足完成的不連續(xù)過(guò)程。早期的爬樓梯裝置多數(shù)都采用這種不連續(xù)方式。18世紀(jì)90年代Bray發(fā)明制造的爬樓梯輪椅采用的方式就是不連續(xù)方式。在爬樓過(guò)程中，兩套支撐裝置中的一套作為支撐，另一套爬升，運(yùn)動(dòng)軌跡為上升、平移、著陸，類(lèi)似人的兩條腿一樣爬樓。腿足式爬樓梯裝置實(shí)際上就是模仿人類(lèi)爬樓的動(dòng)作。 （a） iFoot (b) WL-16RII圖1.2.3腿足式爬樓裝置1.2.4復(fù)合式鑒于履帶式、星輪式、腿足式等裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，在研究過(guò)程中，產(chǎn)生了一些其它的爬升裝置。例如由英國(guó)的Stairmatic，它是此類(lèi)型爬樓梯輪椅的一個(gè)典型例子，如圖1.2.4（a)所示，它不僅理論成熟并且已經(jīng)通過(guò)了實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)。但是，僅能上下樓梯，對(duì)平地自主適應(yīng)性差，使其距完美還有一定距離。另外約8萬(wàn)余元人民幣的價(jià)格也讓多數(shù)人難以承受。但是復(fù)合式的復(fù)雜機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)，致使設(shè)計(jì)、控制、分析等工作都非常復(fù)雜。 （a）Stairmatic （b) ShrimpRobot圖1.2.4復(fù)合式爬樓梯裝置綜上所述，國(guó)內(nèi)外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史，成果也較多，誕生了很多的專(zhuān)利以及產(chǎn)品，但是它們或者結(jié)構(gòu)復(fù)雜、或者造價(jià)昂貴，總是存在這樣或那樣的缺陷。為了更好地解決老年人、殘疾人活動(dòng)問(wèn)題，提出一種整體結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量適中、安全性好、操作方便、價(jià)格適宜的爬樓梯輪椅方案是十分必要的。此外，考慮到輪椅的主要作用是平地行駛，故在做好爬升裝置的前提下更應(yīng)將平地行駛功能做到最好?？梢钥闯?，雖然爬樓梯裝置的研究已經(jīng)有了一定的成果，但距離完美的產(chǎn)品的誕生還是有很長(zhǎng)一段路需要走的。第2章 總體方案設(shè)計(jì)2.1總體類(lèi)型選擇2.1.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求如下：（1）爬樓輪椅有效負(fù)重=60Kg；（2）有安全保護(hù)設(shè)計(jì)；（3）適合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)樓梯。根據(jù)目前爬樓梯裝置的研究現(xiàn)狀，分析已產(chǎn)生的各種機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，在充分考慮結(jié)構(gòu)、造價(jià)、安全性等重要因素的基礎(chǔ)上，研究設(shè)計(jì)電動(dòng)爬樓梯輪椅。該設(shè)計(jì)在滿(mǎn)足爬樓梯輪椅的基本要求前提下，盡量做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格適宜，對(duì)臺(tái)階適應(yīng)性強(qiáng)，安全性高等方面。具體要做到以下幾點(diǎn):(1)能爬樓、越障，平地時(shí)可作電動(dòng)輪椅使用。(2)爬樓時(shí)重心波動(dòng)較小，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性。(3)作為電動(dòng)輪椅時(shí)要符合，國(guó)標(biāo)GB12996-91電動(dòng)輪椅技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。(4)輪椅車(chē)上下樓應(yīng)與我們?nèi)粘Ａ?xí)慣一致，避免反向上樓給使用者帶來(lái)的不便，同時(shí)確保上下樓過(guò)程的安全性。2.1.2類(lèi)型選擇分析現(xiàn)有的三種典型爬樓梯機(jī)構(gòu)，綜合比較其缺點(diǎn)，見(jiàn)表2-1表2-1典型爬樓機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)照表爬升機(jī)構(gòu)星輪式履帶式腿足式臺(tái)階適應(yīng)能力一般強(qiáng)強(qiáng)穩(wěn)定性一般強(qiáng)差控制難易易一般難機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度簡(jiǎn)單一般復(fù)雜對(duì)臺(tái)階是否損傷否是否行走阻力小大大通過(guò)對(duì)比以上各種爬升機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，星輪式越障機(jī)構(gòu)優(yōu)勢(shì)突出，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，而且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)易布置，因此本課題采用星輪式越障機(jī)構(gòu)。綜合考慮我國(guó)國(guó)情和普通消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)能力，在三種爬樓梯機(jī)構(gòu)的性能對(duì)比分析，同時(shí)滿(mǎn)足輪椅的設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種既可滿(mǎn)足爬樓梯功能，又安全可靠，操作方便，通用性好而且價(jià)格適中的行星輪式多功能電動(dòng)爬樓梯輪椅車(chē)。2.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪椅的總體設(shè)計(jì)如圖2-2所示，主要由越障機(jī)構(gòu)（行星輪機(jī)構(gòu)）、車(chē)架、座椅、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成。圖2-2 總體方案簡(jiǎn)圖(1)越障機(jī)構(gòu)：本課題采用一對(duì)星輪式機(jī)構(gòu)，行星輪并且左右分別對(duì)稱(chēng)安裝，通過(guò)行星輪的公轉(zhuǎn)和自傳實(shí)現(xiàn)平地行駛與越障的轉(zhuǎn)換，以便順利通過(guò)各種路況；行星輪小輪之間通過(guò)齒輪傳動(dòng)，每組行星輪一側(cè)安裝一對(duì)電磁離合器，通過(guò)電磁離合器的通與斷來(lái)控制行星輪支架的翻轉(zhuǎn)。(2)車(chē)架：車(chē)架是整個(gè)輪椅車(chē)的基礎(chǔ)，應(yīng)結(jié)合輪椅車(chē)總布置的要求來(lái)設(shè)計(jì)，還應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證輪椅車(chē)可以順利通過(guò)各種復(fù)雜路況；質(zhì)量要盡可能小，應(yīng)布置的離地面更近一些，使輪椅重心降低，有利于提高輪椅的行駛穩(wěn)定性。(3)座椅：座椅起著支撐人體，使輪椅操縱方便和乘坐舒適的作用，因此這次設(shè)計(jì)要充分考慮使用者的要求（4）驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)：采用電機(jī)中置，鏈傳動(dòng)與齒輪相結(jié)合的傳動(dòng)方式，以使電機(jī)的傳動(dòng)可以有效的傳遞給行星輪結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪椅的運(yùn)動(dòng)。（5）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：鑒于設(shè)計(jì)的車(chē)輪數(shù)目較多，如果直接采用前輪轉(zhuǎn)向或是后輪轉(zhuǎn)向，則同時(shí)有6個(gè)輪著地，并且同時(shí)要轉(zhuǎn)到6個(gè)輪才能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，所需的轉(zhuǎn)向力將很大，造成轉(zhuǎn)向困難。為了解決這一困難，我單獨(dú)在輪椅的前邊設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)向輪并且還采用了機(jī)械傳動(dòng)等，在平地行駛時(shí)使用者可以方便的通過(guò)控制轉(zhuǎn)向盤(pán)的傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)輪椅的轉(zhuǎn)向，越障時(shí)依靠電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪升高，防止轉(zhuǎn)向輪影響輪椅越障。2.3行星輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2.3.1行星輪總體結(jié)構(gòu)概述行駛機(jī)構(gòu)采用輪組結(jié)構(gòu)。輪組結(jié)構(gòu)中的小輪個(gè)數(shù)越少，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，但是輪組的翻轉(zhuǎn)力矩也越大，輪椅重心波動(dòng)也就大，穩(wěn)定性越差。但隨著小輪個(gè)數(shù)的增加，輪椅重心波動(dòng)減小，但是整個(gè)輪組機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜。因此，本文輪椅的前輪采用一個(gè)小輪構(gòu)成輪組機(jī)構(gòu)，后邊是由三個(gè)小輪組成輪組機(jī)構(gòu)。圖2-3行星輪機(jī)構(gòu)圖2.3.2行星輪架的中心距由建筑樓梯數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)GBJ101-87知：經(jīng)過(guò)測(cè)量樓梯的臺(tái)階長(zhǎng)度在20-25cm之間，高度在15-18cm之間，計(jì)算樓梯的臺(tái)階角度在3235之間。圖2-3-1（1）s，h最小時(shí)，兩小輪中心距不應(yīng)大于，如圖2-3-1所示，根據(jù)幾何關(guān)系有： (R)2 (2-3-1)代入數(shù)值，求得：R180mm（2）s，h最大時(shí)，車(chē)體后面行星輪架至少前傾，并且一小輪應(yīng)至少能登上上一臺(tái)階，所以2Rh=110mm。綜上分析知，R的取值范圍是（110,180）。R應(yīng)盡量大，但太大又影響體積的大小設(shè)定，所以綜合一下設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中取R=150mm。2.3.3小輪半徑r的范圍值（1）兩小輪半徑應(yīng)小于小輪中心距，根據(jù)幾何關(guān)系有： rR (2-3-2)代入數(shù)值得：rR=150mm（2）小輪最小時(shí)，支架不應(yīng)與樓梯沿相碰。h最小時(shí)，這種可能性大，則有幾何關(guān)系知： sin= (2-3-3)tan=tan（90-）=（2-3-4）計(jì)算并代入數(shù)值： =arcsin32.606 =27.394所以 47.79mm綜上可知：r的取值范圍是（47.79,195），r應(yīng)取較大值，以提高平地行駛速度，但是過(guò)大行星輪支架的半徑也越大，不利于機(jī)構(gòu)緊湊型和輕便型，因此我們?nèi)=125mm。特別指出的是，以上分析中R，r的值并不是固定的，只需要在其范圍內(nèi)取值即可。第3章 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)選擇對(duì)輪椅動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須結(jié)合輪椅在平地和爬樓等不同路況進(jìn)行分析，以滿(mǎn)足各種路況下輪椅都能提供足夠的動(dòng)力需求。根據(jù)電動(dòng)輪椅的標(biāo)準(zhǔn)GB12996-91可知，對(duì)其主要技術(shù)性能的規(guī)定如表3-1所示：表3-1電動(dòng)輪椅國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)參考輪椅的運(yùn)行實(shí)際情況，確定其技術(shù)指標(biāo)為：平地行駛時(shí)最大運(yùn)行速度為7.2km/h，最大爬樓速度為每分鐘20個(gè)臺(tái)階。輪椅攜帶四塊12v蓄電池，每塊電池容20Ah，一次行程40km以上。3.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇3.2.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型選擇選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的類(lèi)型，輪椅車(chē)依靠蓄電池來(lái)供電，為電機(jī)提供能源，一般可選步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)或是無(wú)刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的開(kāi)環(huán)控制，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，可以準(zhǔn)確定位和調(diào)速：轉(zhuǎn)矩大、慣性小、影響頻率高，但是其能耗大、轉(zhuǎn)速低，并且伴有振動(dòng)和噪聲，不利于輪椅的穩(wěn)定型和實(shí)用性。無(wú)刷直流電機(jī)繼承了直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，采用電子換相電路，克服了傳統(tǒng)直流電機(jī)采用機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置的弊病，具有無(wú)噪聲、免維護(hù)、可靠性高的優(yōu)越特性。因此我們選用48V的無(wú)刷直流電機(jī)作為輪椅的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。3.2.2選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率輪椅具有平地行駛和爬樓兩種不同的工作狀態(tài)，不同工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的功率需求，因此先分別計(jì)算兩種狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需功率，然后再選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率。該輪椅自重為40kg，最大承載能力為60kg，因此輪椅的最大運(yùn)行總質(zhì)量為100kg，該總質(zhì)量由前輪和后輪共同分擔(dān)，假設(shè)前輪和后輪分別承受總質(zhì)量的40和60，并且取輪胎與地面間的靜摩擦系數(shù)為0.71.（1） 平地所需功率平地行駛時(shí)，輪椅采用后驅(qū)動(dòng)輪，后驅(qū)動(dòng)輪組任意兩個(gè)小輪著地，克服與地面間的摩擦力前進(jìn)，前輪隨之前進(jìn)，同時(shí)設(shè)前輪與地面之間的摩擦力為。當(dāng)時(shí)，輪椅在平地上正常行駛。前輪承受的正壓力; 后輪承受的正壓力：前輪承受的水平摩擦力：后輪承受的水平摩擦力：所以,滿(mǎn)足正常行駛要求。所設(shè)計(jì)的輪椅直徑為D=195mm，輪椅平地的最大運(yùn)動(dòng)速度為V=2m/s，根據(jù)輪椅行駛速度和車(chē)輪直徑，計(jì)算輪椅車(chē)在平地上行駛的相關(guān)參數(shù)：后驅(qū)動(dòng)輪所需要最大轉(zhuǎn)速為：后驅(qū)動(dòng)輪所需最大角速度為：后驅(qū)動(dòng)輪最大切向加速度為：后驅(qū)動(dòng)輪最大角加速度為： 后驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：電機(jī)所需要的工作功率為：輪椅包括齒輪傳動(dòng)。鏈傳動(dòng)和軸傳動(dòng)，因此我們?cè)O(shè)傳動(dòng)總功率為0.85，所以在平地行駛所需功率為：（2） 輪椅爬樓時(shí)，由于速度較小，忽略空氣阻力和加速阻力，只有滾動(dòng)阻力和坡度阻力，所以輪椅行駛方程式可以表示為：，其中為坡度角。查表可知，良好的瀝青路面和混凝土路面的滾動(dòng)阻力系數(shù)f的數(shù)值為0.010-0.018，一般的瀝青和混凝土路面為0.018-0.020。平時(shí)路地行駛時(shí)我們?nèi)L動(dòng)阻力系數(shù)為0.018，爬樓時(shí)因?yàn)榇蠖鄶?shù)樓梯為混凝土或是大理石，所以我們把滾動(dòng)系數(shù)取為0.020。因?yàn)槠铰沸旭倳r(shí)=0，所以受工作阻力為： 我們?cè)O(shè)計(jì)的輪椅最大爬坡度為40，所以爬樓時(shí)工作阻力為： 所以，取F=974.3N，取v=0.2m/s，求得電機(jī)所需工作功率為： 綜上所述，為了使輪椅爬樓與越障時(shí)有足夠的驅(qū)動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率必須大于0.13kw，并且有一定的剩余。輪椅的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)一般為DG-M4和DYW-60B,考慮到經(jīng)濟(jì)性及實(shí)用性，選擇DG-M4比較合適。主要性能參數(shù)如下表：表3.1型號(hào)額定功率額定轉(zhuǎn)速額定負(fù)載長(zhǎng)寬高DG-M4144w120rmin3.39N.m305mm125mm123mm3.3蓄電池選擇輪椅裝載48V的蓄電池作為供電能源，同時(shí)可以滿(mǎn)足平地行駛和爬樓梯的要求。為了選擇性?xún)r(jià)比最高的蓄電池，一般從電池容量、電壓大小、重量、使用壽命和價(jià)格成本等幾方面進(jìn)行考慮，市場(chǎng)上有四種常見(jiàn)的蓄電池：鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鋅電池和鋰電池。鎳氫電池、鎳鋅電池和鋰電池性能優(yōu)越，使用壽命長(zhǎng)，但是價(jià)格昂貴，一般比鉛酸電池高4-5倍，增加了輪椅的制造成本。鉛酸蓄電池成本較低、應(yīng)用歷史長(zhǎng)、相對(duì)更加成熟，改進(jìn)后的免維護(hù)鉛酸電池性能更加穩(wěn)定可靠，使用也更方便，得到了廣泛應(yīng)用。因此，輪椅車(chē)選用免維護(hù)鉛酸蓄電池作為供電能源。3.4計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3.4.1各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸為O軸，與鏈傳動(dòng)的高速軸為I軸，齒輪之間的傳動(dòng)低速軸為II軸。各軸轉(zhuǎn)速為n0=nm=120r/minni=n0/i1=120/2=60nII =nI/I2=60/3=30r/min3.4.2各軸輸入功率按電動(dòng)機(jī)額定功率Ped計(jì)算各軸輸入功率，即P0=Ped=144WP= P01=1440.94=135.36W0.135KWP= P3=135.360.96=130W=0.13KW3.4.3各軸轉(zhuǎn)矩T0=95500.144/120=11.46N.mmTI=95500.135/60=21.49N.mmT=95500.13/20=62.08N.mm將以上數(shù)據(jù)整理如下表第4章 主要零件設(shè)計(jì)計(jì)算4.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.1.1傳動(dòng)比計(jì)算由前面已知上樓梯時(shí)，要使后輪轉(zhuǎn)動(dòng)而爬上樓梯所需要的扭矩為170 功率 P=0.13kw .而所選電機(jī)額定轉(zhuǎn)速 =120 額定轉(zhuǎn)矩為5已知外輪系的大徑為500mm后輪由電機(jī)通過(guò)一級(jí)齒輪傳動(dòng)和一級(jí)鏈輪傳動(dòng)而進(jìn)行上樓梯動(dòng)作。 由 m=9549 可知 軸轉(zhuǎn)速=60由于鏈輪3.4.5.6之間為等傳動(dòng)比傳動(dòng)，現(xiàn)假定三個(gè)鏈輪d=250mm 則軸的轉(zhuǎn)速，由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1.2齒輪之間的傳動(dòng)比4.1.2齒輪模數(shù)與齒數(shù)計(jì)算（1）初選小齒輪齒數(shù) 則大齒輪齒數(shù)?。?）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)試選載荷系數(shù)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩查表可知齒寬系數(shù) （小齒輪作懸臂布置）查手冊(cè)可知材料的彈性影響系數(shù)按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限由齒輪的工作力循環(huán)次數(shù)N的計(jì)算式可算出兩齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)則可查得接觸疲勞壽命系數(shù) （3）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1% 安全系數(shù)S=1（3） 計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小的值 計(jì)算圓周速度v計(jì)算齒寬b計(jì)算齒寬與齒高之比b/h模數(shù) 齒高 4.1.3載荷系數(shù)計(jì)算（1）根據(jù), 7級(jí)精度，查得動(dòng)載系數(shù)直齒輪，假設(shè) 查得齒間載荷分配系數(shù)查手冊(cè)得使用系數(shù)而對(duì)于7級(jí)精度的小齒輪相對(duì)支撐懸臂布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù)查得 由 , 查手冊(cè)得 故載荷系數(shù) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑 計(jì)算模數(shù)m （2)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1） 查手冊(cè)得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（2） 查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，（3） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力， 取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)s=1.35 則 （4） 計(jì)算載荷系數(shù)k 由 ， 查得齒形系數(shù)及應(yīng)力校正系數(shù)，（5） 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 即：大齒輪的數(shù)值大對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)0.957并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)1.25mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 算出小齒輪齒數(shù)，取大齒輪齒數(shù)4.1.4幾何尺寸計(jì)算（1） 計(jì)算分度圓直徑 中心距 齒輪寬度 取 （2） 驗(yàn)算 合適 齒輪 1.2 4.2 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)適用于兩軸中心距較大的場(chǎng)合，改變帶的長(zhǎng)度可以適用不同的中心距;帶具有良好的彈性，有緩沖和吸振的作用，因而傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小。且過(guò)載時(shí)候帶與帶輪之間會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，可防止損壞其他零件，起過(guò)載保護(hù)作用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造、安裝和維護(hù)方便，成本低廉。但是傳動(dòng)的外廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊，且對(duì)軸的壓力大，帶與帶輪之間存在彈性打滑和滑動(dòng)，不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。機(jī)械效率低，帶的壽命較短，需要張緊裝置。鏈傳動(dòng)沒(méi)有彈性打滑和滑動(dòng)現(xiàn)象，能保證準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比;張緊力小，軸與軸承所承受載荷較??；結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)可靠，傳遞圓周力；傳動(dòng)效率較高，能在高溫、潮濕、多塵、油污等惡劣環(huán)境下工作。但鏈傳動(dòng)不適于載荷變化大和急速反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合且易磨損，從而產(chǎn)生跳齒脫鏈現(xiàn)象。根據(jù)條件的需要，從三個(gè)方面考慮：一、上下樓過(guò)程中軸所承受的載荷要小，這樣可以提高軸的工作壽命；二、傳動(dòng)效率要高，這樣在上下樓過(guò)程中在保證安全的同時(shí)也能減少人在推輪椅上樓的拉力，三、鏈輪放在坐墊下面，這樣不僅減少裝配空間而且封閉的鏈輪可以提高使用壽命。因此選擇鏈傳動(dòng)比較合適。4.2.1鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算（1）確定鏈輪齒數(shù)Z1、Z2:因傳動(dòng)比i=2，查表12-6選取Z1=27則Z2=iZ1=27X2=54（2）鏈輪轉(zhuǎn)速:N1=120r/minN2=n1/i=120/2=60r/min（3）設(shè)計(jì)功率Pd:由表12-7，取KA=1由表12-8，取KZ=0.684由表（12-4），Pd=KAKZP=1X0.684X0.144=0.098KW（4）選用鏈條:由Pd=0.098KW和n1=120r/min查圖12-9選得鏈號(hào)為05B，節(jié)距P=8mm，單排鏈。（5）驗(yàn)算鏈速V :由式（12-1）V=Z1n1P/60X1000=27X120X8/60X1000=0.432m/s0.6m/s在限定范圍內(nèi)。（6）初選中心距ao:因結(jié)構(gòu)上無(wú)限定，初選ao=35P。（7）確定鏈節(jié)數(shù)Lp:由式(12-5),初算鏈節(jié)數(shù)Lpo=2ao/p+Z1+Z2/2+(Z2-Z1/2)XP/ao=2X35P/P+27+54/2+()XP/35P=111.03 對(duì)Lpo圓整并取偶數(shù)，則Lp=112。（8）理論中心距a:因Lp-Z1/Z2-Z1=112-27/54-27=3.15,用插值法求得Ka=0.24818，則由式（12-7），得a=2Lp-（Z1+Z2）KaP=2X112-(27+54) X0.24818X8=283.92mm（9）實(shí)際中心距a:a=a-a a=(0.002-0.004)a,取a=0.004a，則a=a-a=283.92-0.004X283.92=282.78mm（10）作用在軸上的力Fa:由式（12-9）Fa1000（1.2-1.3）P/V=1000（1.2-1.3）X0.144/0.432N=400-433.33N（11）潤(rùn)滑方式:由P=8mm V=0.432m/s,查圖12-14選用人工定期潤(rùn)滑。（12）鏈條標(biāo)記:05B-1x1124.2.2鏈輪結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)（1）選擇材料及熱處理方法:選用45鋼，淬火處理，硬度為40-45HRC。（2）分度圓直徑d:dI=P/sin180/Z1=8/sin180/27=68.97mmdII=P/sin180/Z2=8/sin180/54=137.93mm（3）齒頂圓直徑da:由表12-1，得滾子外徑d1=5mm由表12-2，damax=d+1.25P-d1damin=d+（1-1.6/Z）P-d1,得71.498mmd173.97mm140.69mmd2142.93mm（4）齒根圓直徑df:由表12-2，dfI=dI-d1=68.97-5=63.97mmdfII=dII-d1=137.93-5=132.93mm（5）齒形:按GB1244-85（6）鏈輪公差:齒根圓直徑公差為h11；齒頂圓直徑公差為h11；齒坯孔徑公差為H8；齒寬公差為h14；齒根圓徑向圓跳動(dòng)小鏈輪為10級(jí)、大鏈輪為11級(jí)；齒根圓處端面圓跳動(dòng)小鏈輪為10級(jí)、大鏈輪為11級(jí)。4.3軸及附件設(shè)計(jì)4.3.1計(jì)算各軸的強(qiáng)度（1）后軸的計(jì)算該軸的轉(zhuǎn)速 功率 初步估算軸徑選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查手冊(cè)可得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為根據(jù)公式 初步計(jì)算軸徑初選空心軸內(nèi)外之比 則可查表得 則 考慮到軸需要加鍵，需將其軸徑增加4%5%故大錐直徑取 4.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸的受力，初選軸承6205，已知軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 兩外輪系圓周力前面已知四個(gè)等傳動(dòng)比的鏈輪參數(shù)分別為： 有效圓周力離心力引起的拉力 查表得則 鏈傳動(dòng)的壓軸力 對(duì)于水平傳動(dòng) 則 求支反力 4.3.3軸的強(qiáng)度校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖，截面C處彎矩最大 安全系數(shù)校核計(jì)算彎曲應(yīng)力幅為 由于是對(duì)稱(chēng)循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 由 式 式中，-1 取 結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的回顧，是對(duì)以往所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，鍛煉了我們的獨(dú)立思考能力、獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力、畫(huà)圖能力，更是從課本中的理論知識(shí)到生產(chǎn)實(shí)際的轉(zhuǎn)變。玉米收獲機(jī)主要?jiǎng)?chuàng)新特點(diǎn)在于攪拌葉片的安裝方法，殼體兩端焊接蓋板，目的是為了在葉片損壞或軸斷裂時(shí)方便拆裝，減少工作量，有利于節(jié)省成本，有一定的經(jīng)濟(jì)性。在這之前，雖然經(jīng)過(guò)四年的學(xué)習(xí)學(xué)到了很多知識(shí)，但是還沒(méi)有機(jī)會(huì)來(lái)運(yùn)用和掌握這些東西。通過(guò)這次實(shí)踐，我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程都有了全面的了解，設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖方面的能力都得到了全面的訓(xùn)練和提高，也使我對(duì)機(jī)械產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，更堅(jiān)定了我從事機(jī)械行業(yè)的信心。設(shè)計(jì)初期，我去圖書(shū)館的網(wǎng)站內(nèi)下載了許多相關(guān)的文獻(xiàn)資料，對(duì)玉米收獲機(jī)有所了解，然后開(kāi)始準(zhǔn)備我的開(kāi)題報(bào)告、任務(wù)書(shū)和文獻(xiàn)綜述。在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我也遇到了很多困難，經(jīng)過(guò)多次的數(shù)據(jù)修改才把總體方案給確定下來(lái)，開(kāi)始畫(huà)圖等工作。設(shè)計(jì)期間得到了我的指導(dǎo)老師的幫助，我覺(jué)得從與老師的溝通過(guò)程中，我能學(xué)到很多東西，老師可以從另外一個(gè)角度來(lái)啟發(fā)我，給了我很多幫助、鼓勵(lì)和指導(dǎo)。通過(guò)這段時(shí)間的設(shè)計(jì)，我已基本按照設(shè)計(jì)要求完成玉米收獲機(jī)的設(shè)計(jì)，但是由于本人知識(shí)水平有限，又沒(méi)有實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中定存在不足之處，敬請(qǐng)老師同學(xué)批評(píng)指正，提出寶貴意見(jiàn)，以便及時(shí)糾正。當(dāng)然，我知道整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)還沒(méi)有結(jié)束，因?yàn)檫€需要答辯，還要有答辯老師的提問(wèn)與意見(jiàn)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才能最終畫(huà)上句號(hào)。因此，我還需要繼續(xù)努力，認(rèn)真準(zhǔn)備答辯，仔細(xì)檢查我的論文，更好的完善，為我的大學(xué)畫(huà)上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)。參考文獻(xiàn)1孟曉東. 輪履組合式電動(dòng)爬樓輪椅的研究D.長(zhǎng)春理工大學(xué),2013. 2孟祥雨. 一種星輪式爬樓梯電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)與研究D.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué),2012. 3王麗娟. 行星滾輪轉(zhuǎn)換步行式驅(qū)動(dòng)爬樓梯輪椅設(shè)計(jì)D.蘇州大學(xué),2010. 4何麗. 腿輪復(fù)合式電動(dòng)爬樓輪椅的設(shè)計(jì)與分析D.燕山大學(xué),2015. 5周琪. 一種平地、爬樓兩用助行裝置的設(shè)計(jì)與工程實(shí)現(xiàn)D.南京理工大學(xué),2013. 6陳延偉,梁白冰,劉洪螢. 電動(dòng)爬樓載物車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真J. 機(jī)械工程師,2015,03:32-34. 7吳曉龍,覃忠,伍學(xué)明,李成毅. 新型可爬梯式智能輪椅的研究和設(shè)計(jì)J. 中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2015,06:12-15. 8劉柄辰,宋其江,凌志成,季鵬. 一種新型全控式自平衡爬樓車(chē)的設(shè)計(jì)與研究J. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2015,04:34-36. 9紀(jì)莎莎,王繼榮,劉東,林魯超. 電動(dòng)爬樓輪椅的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版),2015,03:27-32. 10王占禮,孟祥雨,陳延偉. 一種星輪式爬樓梯電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)J. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2012,10:56-58. 11王占禮,郭化超,陳延偉. 爬樓梯輪椅發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)的研究J. 機(jī)械研究與應(yīng)用,2013,02:180-182+190. 12王淑坤,孟曉東,尚鴻鵬. 一種輪履組合式爬樓輪椅的設(shè)計(jì)J. 機(jī)械傳動(dòng),2013,10:156-159. 13李超,胡延平,韋端利. 一種輪組結(jié)構(gòu)的爬樓梯輪椅的設(shè)計(jì)J. 現(xiàn)代機(jī)械,2010,06:42-44. 14李育文,位建康,王紅衛(wèi),張金,楊改云. 一種新型的可爬樓梯輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析J. 制造業(yè)自動(dòng)化,2014,07:135-137. 15Dan Ding ; Cooper, R.A.Electric powered wheelchairsJ.Control Systems, IEEE, 2005,Volume:25,Issue: 2,22 - 34.16Nor Maniha Ghani,Ahmad N. K. Nasir,Ahmad N. K. Nasir,M.A.H. Hassan,M.A.H. Hassan,M.O. Tokhi,M.O. Tokhi.PD-fuzzy Control of a Stair Climbing WheelchairJ.Automatic Control and System Engineering department, Sheffield,United Kingdom AASRI Procedia,2013, 4(4):1825.致 謝四年大學(xué)生活即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教育的一個(gè)重要的關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，能順利地完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)離不開(kāi)各位老師和同學(xué)的幫助。首先應(yīng)該感謝我的指導(dǎo)老師，在我們畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，他工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度讓我十分敬佩。此外，他對(duì)待學(xué)生和藹可親，不厭其煩的為學(xué)生解決設(shè)計(jì)中遇到的困難，指導(dǎo)我們?nèi)绾卫砬逅悸?，順利的進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中，給予我精心的指導(dǎo)與幫助，為我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)付出了辛勤的勞動(dòng)，傾注了大量時(shí)間和精力。沒(méi)有老師的幫助就沒(méi)有今天的設(shè)計(jì)成果，在此向他表示誠(chéng)摯的敬意和衷心的感謝。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我意識(shí)到遇到問(wèn)題首先應(yīng)該獨(dú)立思考問(wèn)題并解決問(wèn)題，同時(shí)在此過(guò)程中還讓我明白了一些做人的道理。在此表示真誠(chéng)的感謝，同時(shí)也感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)。最后，感謝我的同窗好友，四年來(lái)我們朝夕相處，共同進(jìn)步，感謝你們?cè)诖髮W(xué)四年里給予我的所有關(guān)心和幫助。表103設(shè)計(jì)題目:多功能電動(dòng)爬樓輪椅設(shè)計(jì)學(xué) 院:機(jī)械與電氣工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí):機(jī)械125學(xué) 號(hào):學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師:下發(fā)時(shí)間:2016年01月17日說(shuō) 明；2.努力學(xué)習(xí)、勤于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新，保質(zhì)保量地完成任務(wù)書(shū)規(guī)定的任務(wù)；3.遵守紀(jì)律，保證出勤，因事、因病離崗，應(yīng)事先向指導(dǎo)教師請(qǐng)假，否則作為缺席處理。凡隨機(jī)抽查三次不到，總分降低 10 分。累計(jì)缺席時(shí)間達(dá)到全過(guò)程 l4者，取消答辯資格，成績(jī)按不及格處理；4.獨(dú)立完成規(guī)定的工作任務(wù)，不弄虛作假，不抄襲和拷貝別人的工作內(nèi)容。否則畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)按不及格處理；6.實(shí)驗(yàn)時(shí)，愛(ài)護(hù)儀器設(shè)備，節(jié)約材料，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程及實(shí)驗(yàn)室有關(guān)制度。8.定期打掃衛(wèi)生，保持良好的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境。9.畢業(yè)設(shè)計(jì)成果、資料按規(guī)定要求裝訂 好后交指導(dǎo)教師。凡涉及到國(guó)家機(jī)密、知識(shí)產(chǎn)權(quán)、技術(shù)專(zhuān)利、商業(yè)利益的成果，學(xué)生不得擅自帶離學(xué)校。如需發(fā)表，必須在保守國(guó)家秘密的前提下，經(jīng)指導(dǎo)教師推薦和院領(lǐng)導(dǎo)批準(zhǔn)。一、題目來(lái)源及原始數(shù)據(jù)資料題目來(lái)源： 實(shí)際需求，自擬原始數(shù)據(jù)資料：（1）設(shè)計(jì)要求；（2）市場(chǎng)已有電動(dòng)爬樓輪椅設(shè)備說(shuō)明；（3）相關(guān)說(shuō)明書(shū)及參考文獻(xiàn)；設(shè)計(jì)要求：（1）爬樓輪椅有效負(fù)重=60Kg；（2）有安全保護(hù)設(shè)計(jì)；（3）適合中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)樓梯。二、畢業(yè)設(shè)計(jì)要求當(dāng)前中國(guó)老齡化社會(huì)的壓力越來(lái)越大。項(xiàng)目針對(duì)老齡化社會(huì)護(hù)理人員多為女性且老式樓房沒(méi)有電梯的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)具備爬樓梯功能的電動(dòng)輪椅，從而有效提高老年人的生活質(zhì)量。主要工作內(nèi)容包括：1自動(dòng)爬樓輪椅的驅(qū)動(dòng)方法與機(jī)理；2分析不同爬樓方式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍；3設(shè)計(jì)爬樓輪椅總體結(jié)構(gòu)，畫(huà)出工程圖和三維建模；4查閱相關(guān)文獻(xiàn)，針對(duì)中國(guó)樓梯選擇合適的驅(qū)動(dòng)方式；5設(shè)計(jì)爬樓輪椅的控制裝置及其電路；6設(shè)計(jì)電動(dòng)爬樓輪椅的安全保護(hù)裝置；7、檢查；8、最終提交：(1) 電動(dòng)爬樓輪椅機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制電路；(2) 1、1張A1規(guī)格以上的裝配圖，及拆畫(huà)零件圖（計(jì)算機(jī)繪圖）不少于10張，手繪圖不少于2張，圖紙工作量累計(jì)不少于3張A0圖紙。(3) 一份8000字以上的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；其中參考文獻(xiàn)不低于10篇，外文文獻(xiàn)在2篇以上。三、進(jìn)度安排、應(yīng)完成的工作量第1-2周：查閱電動(dòng)爬樓輪椅的相關(guān)文獻(xiàn)，了解電動(dòng)爬樓輪椅的基本驅(qū)動(dòng)原理。第3-4周：構(gòu)思電動(dòng)爬樓輪椅的機(jī)械結(jié)構(gòu)方案，對(duì)方案進(jìn)行可靠性分析，并確立方案。第5-6周：根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸結(jié)構(gòu)，對(duì)電動(dòng)爬樓輪椅進(jìn)行校核分析，畫(huà)出工程圖和三維建模。第7-8周：根據(jù)校核分析以及驅(qū)動(dòng)原理，優(yōu)化電動(dòng)爬樓輪椅結(jié)構(gòu)；第9-10周：根據(jù)驅(qū)動(dòng)原理，設(shè)計(jì)出電動(dòng)爬樓輪椅的控制電路。第11-12周：整理相關(guān)文檔、開(kāi)始撰寫(xiě)論文。第13周：上交畢業(yè)設(shè)計(jì)所有材料給指導(dǎo)老師，在老師指導(dǎo)下修改完善。第14周：畢業(yè)論文定稿。做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。第15周：答辯。四、主要參考文獻(xiàn)1孟曉東. 輪履組合式電動(dòng)爬樓輪椅的研究D.長(zhǎng)春理工大學(xué),2013. 2孟祥雨. 一種星輪式爬樓梯電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)與研究D.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué),2012. 3王麗娟. 行星滾輪轉(zhuǎn)換步行式驅(qū)動(dòng)爬樓梯輪椅設(shè)計(jì)D.蘇州大學(xué),2010. 4何麗. 腿輪復(fù)合式電動(dòng)爬樓輪椅的設(shè)計(jì)與分析D.燕山大學(xué),2015. 5周琪. 一種平地、爬樓兩用助行裝置的設(shè)計(jì)與工程實(shí)現(xiàn)D.南京理工大學(xué),2013. 6陳延偉,梁白冰,劉洪螢. 電動(dòng)爬樓載物車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真J. 機(jī)械工程師,2015,03:32-34. 7吳曉龍,覃忠,伍學(xué)明,李成毅. 新型可爬梯式智能輪椅的研究和設(shè)計(jì)J. 中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2015,06:12-15. 8劉柄辰,宋其江,凌志成,季鵬. 一種新型全控式自平衡爬樓車(chē)的設(shè)計(jì)與研究J. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新,2015,04:34-36. 9紀(jì)莎莎,王繼榮,劉東,林魯超. 電動(dòng)爬樓輪椅的結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)J. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版),2015,03:27-32. 10王占禮,孟祥雨,陳延偉. 一種星輪式爬樓梯電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)J. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2012,10:56-58. 11王占禮,郭化超,陳延偉. 爬樓梯輪椅發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)的研究J. 機(jī)械研究與應(yīng)用,2013,02:180-182+190. 12王淑坤,孟曉東,尚鴻鵬. 一種輪履組合式爬樓輪椅的設(shè)計(jì)J. 機(jī)械傳動(dòng),2013,10:156-159. 13李超,胡延平,韋端利. 一種輪組結(jié)構(gòu)的爬樓梯輪椅的設(shè)計(jì)J. 現(xiàn)代機(jī)械,2010,06:42-44. 14李育文,位建康,王紅衛(wèi),張金,楊改云. 一種新型的可爬樓梯輪椅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)分析J. 制造業(yè)自動(dòng)化,2014,07:135-137. 15Dan Ding ; Cooper, R.A.Electric powered wheelchairsJ.Control Systems, IEEE, 2005,Volume:25,Issue: 2,22 - 34.16Nor Maniha Ghani,Ahmad N. K. Nasir,Ahmad N. K. Nasir,M.A.H. Hassan,M.A.H. Hassan,M.O. Tokhi,M.O. Tokhi.PD-fuzzy Control of a Stair Climbing WheelchairJ.Automatic Control and System Engineering department, Sheffield,United Kingdom AASRI Procedia,2013, 4(4):1825.指導(dǎo)教師（簽名）：系（教研室）主任（簽名）：主管院長(zhǎng)（簽名）：（學(xué)院章）