一種平地、樓梯兩用助行裝置的建模與設(shè)計(jì).pdf

1、目前，大部分年老體弱者及肢體傷殘人士都會選擇輪椅作為他們的代步工具。然而，普通手動、電動輪椅不具備攀登樓梯和跨越路障的功能，從而限制了使用者的活動范圍。為了解決上述問題，給老年人和殘疾人提供性能優(yōu)越的助行裝置，改善他們的生活質(zhì)量，改進(jìn)現(xiàn)有的普通輪椅、擴(kuò)大輪椅的使用范圍具有重大的意義和實(shí)用價(jià)值。 針對此類問題，本文給出了一種平地、樓梯兩用助行裝置方案，并以虛擬樣機(jī)這一重要機(jī)械建模技術(shù)為依托，完成了裝置的虛擬樣機(jī)建模、運(yùn)動學(xué)分析以及

2、機(jī)電控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真。 本文首先從乘坐者安全、使用習(xí)慣、裝置自身穩(wěn)定性等角度出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種平地、樓梯兩用助行裝置，采用連桿、車輪混合式爬樓機(jī)構(gòu)，上下樓梯時車體始終水平，乘坐者面向行進(jìn)方向。平地行駛采用后輪驅(qū)動，爬樓機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)裝置攀爬越障，連桿機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)調(diào)整車體姿態(tài)。 其次，根據(jù)助行裝置的設(shè)計(jì)要求，引入虛擬樣機(jī)技術(shù)，完成三維模型的建立、運(yùn)動學(xué)動力學(xué)仿真以及結(jié)構(gòu)參數(shù)、車體質(zhì)心軌跡的優(yōu)化。結(jié)合虛擬樣機(jī)仿真結(jié)果和最優(yōu)化參數(shù)，對裝

3、置進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，在MATLAB中完成運(yùn)動學(xué)計(jì)算，將計(jì)算結(jié)果與ADAMS仿真結(jié)果進(jìn)行比對，進(jìn)行驗(yàn)證。 最后，利用MATLAB/Simulink工具箱建立控制系統(tǒng)，通過ADAMS/Controls接口，實(shí)現(xiàn)助行裝置基于ADAMS與MATLAB的聯(lián)合爬樓過程仿真。 本文通過運(yùn)用多種仿真方法，證實(shí)了兩用助行裝置方案的可行性，與星形輪結(jié)構(gòu)相比，其運(yùn)動軌跡得到了優(yōu)化；同時給出了三維動畫仿真結(jié)果演示、相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，為助行裝置物理樣