電動爬樓載物車的設(shè)計與研究.pdf

1、爬樓載物車的設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用，是現(xiàn)代服務(wù)機器人滲透到社會生活的重要體現(xiàn)。爬樓載物車作為體力勞動者、殘疾人、老年人日常攜物上下樓梯的輔助工具，對于減輕社會人群爬樓負(fù)擔(dān)，增加他們出行的靈活度，具有重要的意義。本文的來源取自國家863計劃“殘疾人/老年人助行系統(tǒng)”，由其系統(tǒng)衍生出的項目課題。
　　隨著當(dāng)代社會城市化建設(shè)的加快，醫(yī)療保健的進(jìn)步，社會人口老齡化的趨勢日益嚴(yán)重，老年人等人群攜物上下樓梯難問題也日趨凸顯。爬樓載物車可以作為普通市民

2、和體力勞動者日常工作生活中攜物輔助工具，普通市民和體力勞動者可以借助爬樓載物車的輔助作用，較為方便地解決高層建筑攜物上下樓梯難問題。國外一些科研機構(gòu)和廠商，已經(jīng)陸續(xù)研發(fā)出一系列的爬樓載物車，并且少量產(chǎn)品已投入市場，然而高昂的價格使得爬樓載物車的批量化規(guī)模化生產(chǎn)難以落實，該種科技成果的受眾人群范圍較小，爬樓載物車行業(yè)仍處在發(fā)展階段。我國國內(nèi)的爬樓載物車行業(yè)剛剛起步，并且發(fā)展緩慢，具有完整攀爬爬樓功能的載物車產(chǎn)品在國內(nèi)尚不成熟。該行業(yè)的起步

3、與發(fā)展極大的促進(jìn)了城市居民生活質(zhì)量的提升，在一定程度上為科技文明的應(yīng)用起到了促進(jìn)作用。因此，設(shè)計開發(fā)出成本低廉、功能合理、使用便捷的爬樓載物車具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文首先在查閱大量資料的前提下，結(jié)合實現(xiàn)爬樓過程的合理性，設(shè)計出一種鏈腳式爬樓裝置，并分別對傳動系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，通過Solidworks軟件對整套爬樓裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，并完成爬樓載物車的實體建模;借助CAE軟件對模型進(jìn)行仿真分析，包括基于機械系

4、統(tǒng)運動仿真軟件ADAMS，對建立的模型虛擬樣機進(jìn)行動力學(xué)仿真，時時模擬爬樓載物車在爬樓過程中輸出端以及重要構(gòu)件相關(guān)運動參數(shù)的變化情況，驗證整套裝置的動力學(xué)輸出是否符合要求，并借助有限元分析軟件ANSYS對爬樓載物車關(guān)鍵部件進(jìn)行強度與剛度分析，在驗證工作可靠性的基礎(chǔ)上對關(guān)鍵構(gòu)件進(jìn)行輕量化設(shè)計，為爬樓載物車后續(xù)的輕量化處理提供了參考依據(jù);最后對試驗樣機進(jìn)行空載和負(fù)載的驗證，在實際工況下的爬升速度等參數(shù)滿足預(yù)期設(shè)計要求，為助力爬升裝置的研究打