一种新型多功能轮椅的研究与仿真

四信息技术四戴加全,等四一种新型多功能轮椅的研究与仿真

Machine

Building

Automation ,Apr 2014,43(2):99~101,112

作者简介:戴加全(1987-),男,硕士研究生,主要研究方向为助老助残机器人的研究三一种新型多功能轮椅的研究与仿真

戴加全,袁祖强,刘永青

(南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京210009)

摘一要:针对目前市面上轮椅功能较为单一的情况,介绍了一种新型多功能轮椅,主要有三种模式,即普通模式二锻练模式和电动模式,不同的模式下对应不同的应用三给出了系统的总体控制示意图,利用Pro /E 软件建立了实体模型,利用ADAMS 软件做了仿真分析,并与理论计算结果做了对比三结果表明,各个模式下运行良好,对使用者的上肢锻炼具有一定效果,同时轮椅的运行平稳性也有所提高三

关键词:多功能轮椅;单片机;设计;仿真

中图分类号:TH12,TP391.9一一文献标志码:B一一文章编号:1671-5276(2014)02-0099-03

Research and Simulation of New Type of Multifunctional Wheelchair

DAI Jia-quan,YUAN Zu-qiang,LIU Yong-qing

(School of Mechanical and Power Engineering ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009,China )

Abstract :A new type of multifunctional wheelchair is introduced in view of its single function on the present market.There are three

main models ,such as common mode ,exercise mode and electric mode.Different mode is used for different application.The overall control plan of the system is designed.The solid model is established by Pro /E its simulation analysis is done by ADAMS and the re-sult is compared with the theoretical one.It indicates that the damper has obvious effect on user s arm and its stability is also im-proved.

Keywords :multifunctional wheelchair ;single-chip ;design ;simulation

0一引言

随着社会老龄化进程的加快以及由于各种疾病二工伤二交通事故等原因造成下肢损伤的人数的增加,为老年人和残疾人提供性能优越的代步和康复工具已成为整个社会重点关注的问题之一三轮椅是辅助康复和行走不便人群的重要工具,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三然而目前世面上的轮椅大多功能较为单一,不能满足使用这多方面的需求三例如有的患者提出:这些电动轮椅除了作为代步工具外,最好增加一些功能,如辅助身体健康锻练,增加轮椅的乐趣等三

为了更好地满足使用者的需求,研究了一种新型多功能轮椅,集普通模式,锻练模式继和电动模式于一体,使用者可以根据自身需要在不同的运动模式之间切换,其中锻练模式下能够帮助使用者进行上肢辅助康复锻练,同时使患者心理上暗示自己并未完全失去运动能力,对增加患者恢复的信心起到一定的促进作用三综合利用Pro /E 软件和ADAMS 虚拟样机软件对轮椅结构设计和动态仿真分析,并且与理论计算做了对比三

1一多功能轮椅的结构设计

根据轮椅静态参数选取原则,在符合国家标准的基础

上参照我国人体测量数据,该轮椅各部分几何尺寸的设计参数如表1所示三

表1一轮椅尺寸设计参数

参数名称参数数值/mm

座宽405座深440座高390扶手高度230大轮直径560小轮直径150手轮圈直径

510总长900总宽600总高

800

一一利用Pro /Engineer 中的[拉伸]二[旋转]二[扫描]二[镜

像]等操作,根据上一节轮椅的设计参数,完成轮椅支架二座椅二扶手二两个后轮二两个前轮以及两个前叉的建模,经装配后得到整个轮椅的实体模型,如图1(a)所示,图1(b)为其实物图三

四

99四

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。

电动轮椅车设计.

电动轮椅车设计 ee （ee） 指导教师：ee [摘要]：文中首先分析了国内外各种轮椅的状况，在对比总结各自优缺点的基础上，由于直流电机的额定输出转矩较低，不足以驱动后轮克服地面摩擦阻力传动，根据国内实际情况，提出了一种含有机械传动减速机构的电动轮椅，基于这种方案，设计了与之相匹配的减速器及其他传动机构，该方案采用直流电机经减速器与链条连接到后轴，以减低输出转速，增大输出转矩。应用现代设计理论及方法、对驱动方式进行分析和再设计，优化车身骨架结构，添加必要的辅助功能装置，利用计算机辅助设计软件构建轮椅及各零部件三维模型，为新型低成本电动轮椅的设计开发打下了一定基础，提供了一种供参考的驱动方案和骨架结构。 [关键字]：电动轮椅；设计；机械系统；

The design of electric wheelchair ee (ee) Tutor : ee Abstract:This paper first analyzes the domestic and foreign various wheelchair status, based on comparing the advantages and disadvantages, because the rated output torque DC motor is low, not enough to drive the rear wheel to overcome the ground friction transmission, according to the actual situation, proposed the electric wheelchair with a mechanical reduction gear mechanism, based on this driving scheme, design of the reducer and other transmission mechanism is matched, the DC motor through reducer and the chain is connected to the rear axle, so as to reduce the output rotation speed, increase the output torque. Use the modern mechanical design theory and method, analyze and re-design the drive mode. Optimize the body frame structure. And add some necessary accessibility devices. Use computer aided design software to build a three-dimensional model of the wheelchair an d it’s components. This design of the electric wheelchair’s mechanical systems has lay a certain foundation for the new type low-cost electric wheelchair and has given a reference scheme about drive mode and body frame structure. Keywords: wheelchair; design; mechanical system

折叠轮椅创新设计剖析

摘要 根据所收集的各类文献及市场出售的各种轮椅显示，目前绝大多数轮椅可分为折叠式和固定式其中包括电动式等，折叠式轮椅收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，是个很大负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。而电动式轮椅造价和价格比较贵不适合大众消费，而普通固定式的又占面积，不灵活。本设计所要研究的仿生叠轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。 关键词：手推型折叠轮椅; 连杆机构; Watt I六联杆机构

Abstract According to the literatures collected in this research, most of the folding wheelchair can only be folded in lateral direction and the folded volume is still too big to carry or to transport and it becomes a terrible burden for active wheelchair users. There are two or three folding wheelchairs selling in the market, which can be folded into the size of a suitcase and is called “assembly wheelchair.” Their major defect is lengthy and complicated assembling procedures. Every time the user folds or unfolds the wheelchair, a tedious process must be conducted, which causes severe problems to daily wheelchair users. This research developed a linkage-type portable wheelchair. An optimal Watt-I six-bar mechanism was found according to the design requirements and design constraints. A full-size mockup was built after the dimensional analysis was accomplished. The portable wheelchair developed in this research has one-DOF with no separated parts. It requires no tools to operate. The new design has compact folded volume and light weight. It is easy to operate and can be dragged like luggage case. Therefore, it is an ideal mobile tool for elders and handicapped persons. Keywords ：hand-push；wheelchair；linkage；Watt-I six-bar

多功能轮椅

机械原理与设计课程设计计算说明书 设计题目： 多功能轮椅 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 年月日

目录 <一> 设计背景与整体规划设计 (3) 一、设计背景与意义 二、整体设计 <二> 行走机构部件的设计与计算 (5) 一、爬楼梯功能结构设计 1.履带式行走机构设计： 2.行星轮式行走机构 <三> 其他功能机构部件的设计与计算 (10) 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。 轮椅的出现，为众多的残疾人士提供了方便、舒适的生活，使他们能更好的生活、工作，使许多的残疾人为社会奉献了强大的力量，同时也引发人们对人生的思考，让社会更加人性化，更加和谐。 因此如何设计和制造一个功能强大、人性化的轮椅成为了当今残疾人士最为关心的问题。现如今的许多轮椅都需要残疾人自己用手推动或他人推动，不方便且费力，并且走在不平坦的路上易颠簸。尤其是爬楼梯的时候，如果楼梯旁没有斜坡，把轮椅抬起将会是极大地麻烦。我们小组做的就是设计一个能上下楼梯并有一些辅助功能的多功能轮椅。 二、整体设计 1、参照标准轮椅尺寸，整体结构尺寸选择如下： 座宽：440mm 背高：380mm 座深：400mm 全高：900mm 全宽：670mm 全长：1000mm 扶手高：220mm

轮椅平车操作维护常规

轮椅操作常规 双手握住把套向两侧轻拉，使左右车架稍许分开，向下轻压两侧坐垫至定位处，展开轮 椅，勿硬扳车架，勿夹伤手指。 使用前告知患者和（或）家属使用轮椅注意事项。 拉紧两侧车闸固定车轮，翻起脚踏板，协助患者坐入轮椅中。 展开脚踏板，放患者双脚到脚踏板上，打开车闸推送患者。 在行驶过程中，遇障碍物时需缓慢通行，必要时请人协助。下坡时须倒行，控制速度缓 慢下坡。 患者下轮椅时，拉紧双侧车闸固定车轮，翻起脚踏板，搀扶患者站离轮椅。 轮椅使用后，先将左右脚踏板翻起，用两手抓住坐垫两端向上提起折叠好轮椅，存放在 指定区域内。 轮椅日常维护 每周检查轮椅车轮、刹车状况，如有问题及时维修。 每周消毒轮椅。先用500mg/L 含氯消毒剂消毒轮椅坐垫、靠背及扶手等部位，再用清洁 干擦布擦拭，以防生锈。隔离患者使用后及时消毒处理。 定期检查车胎充气是否正常，如有气不足，请及时充气。 定期给活动部位加润滑油，以防活动不灵活。 正常运行的轮椅悬挂状态标识。 护理部 ___________________ 2013-9-9 平车使用说明 平车操作常规 转移患者之前，先将平车固定稳妥，防止滑动。 使用前告知患者和（或）家属使用平车注意事项。 患者移至平车上后，及时拉上两侧护栏，避免坠车摔伤。 推平车上下坡时，患者头部位于高处，减轻患者不适。 推行过程中避开障碍物，注意安全。 轮 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. _ 二' 1. 2. 3. 4. 1. 2. 3. 4. 5.

6.使用后将平车存放在指定区域内 、平车日常维护 1.使用前应检查两侧护栏、刹车等是否完好，如有故障要及时修缮。 2.每周更换1次平车罩，如有污渍或隔离患者使用后及时更换。 3.每周消毒平车。先用500mg/L含氯消毒剂擦拭，再用清洁干擦布擦拭, 以防生锈。隔离患者使用后及时消毒处理。 4.定期给活动部位加润滑油，以防活动不灵活。 三、正常运行的平车悬挂状态标识。 护理部 2013-9-9

残疾人轮椅设计

摘要 轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，但障碍物却使轮椅受到很大限制。现代由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。高通过性轮椅设计是采用轮腿式机器人结构，正常行驶时轮式工作，采用四轮驱动；遇到障碍时腿式工作，从而适应大多数地形；车身则采用自动导轨式调平结构，该结构简单，调节方便。本次设计的主要工作包括：确定轮椅的工作方式以及工作结构形式、主体尺寸，并确定各主要零、部件的结构尺寸及其选型。 关键词：轮椅高通过性轮腿式机器人

Abstract Wheelchairs are frail elderly and the disabled limb indispensable means of transport,but the obstacles while filling the wheelchair is very restricted.As with a traditional modern wheeled structure,can only walk on flat ground, facing steps, stairs, but this is more complex terrain powerless.High-pass design is the use of a wheelchair wheel legged robot structure,normal driving wheel work, the use of four-wheel drive;encounter obstacles leg work to accommodate most of the terrain; body is leveling automatic slide-type structure,the structure is simple,easy to adjust. The design of the main tasks include: determining wheelchair work and the working structure,body size,and identify the major components and parts of the structure size and selection. Keywords: wheelchair high adoption round legged robot

多功能轮椅设计概述

1前言 轮椅是康复的重要工具，它的发明可以说为腿部行动不便群体提供了极大的便利。但是它在部分使用场景下以及部分功能上是存在一定的局限性的。例如，其在上下楼梯时就不能使用人群的需求。为了解决上述需求，给相关人群提供性能优越的代步工具，研究一种价格适宜、平稳安全的爬楼梯装置是十分必要的。本设计可以解决传统的星轮式轮椅行走波动较大、在针对楼梯倾角调节轮椅时的困难等问题。本设计采用剪切式的连杆机构，其既可使前部伸出而上楼梯，也可使后部缩短而方便下楼梯，故可以使座椅保持相应的平衡而使上下楼梯的功能得以实现。 2爬楼梯轮椅的设计 2.1总体设计 该轮椅主要由车架、座椅、多连杆机构、行星轮机构、驱动机构等组成。该轮椅高度为0.8m，前后宽度为0.7m，左右宽度为0.7m，重量约为20kg。通过多连杆机构可调整轮椅上楼梯的角度，在行星轮的配合之下即可实现上楼梯的功能。 2.2行星轮设计 现行楼梯台阶的尺寸为：阶高应在140-170mm，阶面宽度为220-270mm，以此为依据，预设三星轮子轮直径为180mm，在此尺寸下，利用三星轮的转动功能，爬台阶功能很容易实现。 2.3多连杆机构设计 四连杆机构设计如下：四连杆的一端铰链连接三星轮，对角端的铰链连接在轮椅箱体中伸出的螺杆上，且四连杆中与箱体连接的其中一杆是固定。箱体内通过蜗轮蜗杆机构驱动轴的转动，以此来控制四连杆整体的转动，并且由于有一杆是固定的，就可以控制四连杆的收缩。再将在三星轮主轴上连接四连杆机构，借用四连杆机构的伸缩来实现轮椅角度的改变，使之保持水平。 2.4爬楼梯功能可行性分析 在下楼梯过程中，经软件模拟， 多连杆机构的极限位置如下左图所 示，通过如下的计算可知，此过程是

多功能肢体障碍康复轮椅设计

任务书

目录 摘要 ................................................... 错误！未定义书签。第一章多功能康复轮椅设计的概述....................................................................... 错误！未定义书签。第二章多功能康复轮椅的结构设计 (6) 第三章多功能康复轮椅的材料和力学分析 (8) 第四章多功能康复轮椅的功能分析......................................................................... 错误！未定义书签。第五章多功能康复轮椅的3D模型制作.. (16) 第六章多功能康复轮椅设计和制作的前景展望 (17) 结束语 (18) 主要参考文献 (19)

摘要 根据所收集的各类文献及市场出售的各种轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，将形成非常大的负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。本设计所要研究的多功能肢体障碍康复轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计的多功能肢体障碍康复轮椅是由单一自由度收折零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。 关键词：多功能肢体障碍康复; 连杆机构; 第 3 页共18 页

轮椅的正确使用方法

轮椅的正确使用方法 方法、步骤： 第一.轮椅的展开和折叠 展开：双手握住把套向两侧轻拉，使左右车架稍许分开，在坐垫两侧用手心向下轻压至定位处，轮椅车即自行展开平放。展开时，请切勿硬扳左右车架，以免损坏各部件，向下压坐垫时，请勿将手指握住左右支撑管，以免夹伤手指。 折叠：先将左右脚踏板翻起，用两手抓住坐垫两端向上提起，即可折叠。 第二.手动轮椅的操作 1.上车 1)将展开的车平放在地上； 2)扳动驻立刹车，刹住左右后轮 3)把脚踏板收起，移近轮椅，扶住左右扶手，慢慢做到坐垫上； 4)人坐上轮椅之后，展开脚踏板，放脚到脚踏板上，系好安全带； 5)松开驻立刹车即可推行。 2.行驶 1）在行驶过程中，如遇障碍物，护理人员需双手握住把手套同时用脚踩脚踏套，使前轮抬起越过障碍物，后轮碰到障碍物时，双手紧握把手套，向上提起后轮，即可越过障碍物

2）行驶过程中，如遇大的障碍物或台阶，需要两人紧握轮椅两侧大架，将轮椅平抬越过障碍物。 3）下坡时须倒行，用双手握住手推圈，以力大小控制下坡速度，坡度过陡时需要有护理人员控制，护理人员应该倒行缓慢下坡，上坡即为正常推行。 第三.下车 A) 刹住驻立刹车 B) 翻起脚踏板 C)双脚踩稳地面 D)松开安全带 E) 手握扶手或由护理人员搀扶站离轮椅 第四.保养和维护 1)轮椅使用前应检查前轮、后轮、驻立刹车等各部位的螺丝及后轮辐条，如有松动请锁紧（由于运输颠簸等因，可能会造成轮椅车螺丝的松动） 2.)检查车胎充气是否正常，如有气不足，请及时充气，充气方法与自行车相同 3.)轮椅在使用过程中，每月都需要检查各部位机动、螺丝及后轮辐条是否有松动，若有松动及时锁紧，以免产生安全隐患 4.)活动部位每周应加润滑油，以防活动不灵活 5.)轮椅车使用后，应用软干布将表面水汽、污物等擦干净，以防生锈 6.)轮椅应存放在干燥的场所，以免受潮生锈；坐垫、靠背应保持清洁，以防滋生细菌 注意事项 1.严禁踩踏脚踏板上下轮椅 2.严禁未刹住驻立刹车上下轮椅 3.轮椅在行驶过程中，尤其是下坡时严禁使用驻立刹车，以免翻车带来人身伤害；每月检查轮椅的紧固件，如有松动及时报修。

轮椅的使用方法和注意事项

轮椅的使用方法和注意事项 1、端正坐姿使患者坐于轮椅正中部位，背向后靠并抬头，髋关节尽量保持在90°左右。不能自己保持平衡者，应加系安全带固定，以保证患者安全。 2、肌力训练强化躯干肌力和控制能力的训练，以保证患者能安全的坐在轮椅中进行各种活动。训练常选择如桥式运动、燕式平衡、仰卧起坐等。用哑铃、杠铃等强化上肢肌力和耐力的训练，以保证上肢有足够的支撑力。 3、轮椅转移训练为了使患者能独立使用轮椅完成各种转移，必须指导患者进行专门的康复训练。教会患者独立使用各种转移技术如从床上左右、上下移动、床上坐起再到轮椅、轮椅到床或从轮椅中站起或移至其他椅上等。 遇有1级台阶时，应练习先将轮椅前面的小轮向上跷起，使轮椅向后倾，将小轮先置于台阶上，然后再将大轮子推过台阶。

4、预防压疮对外出乘坐轮椅时间较长的患者，应每隔30分钟进行臀部减压一次，即用双手支撑轮椅的扶手，使臀部悬空并保持15秒钟左右。同时要注意所有骨突部位的压力。 5、安全教育对患者进行安全教育，帮助患者养成制动轮椅手闸的习惯；加强保护。轮椅上适当部位（胸部、髋部）配用保护带，以方便固定患者。 股骨头坏死拐杖的使用方法 患上股骨头坏死要避免负重，避免负重最好的方法就是躺着床上不动只要不站起来就不算负重。但是人必须要动比如上厕所，去外面晒晒太阳等总躺在床上会使人烦躁。所以在活动的时候就要采用双拐来避免负重。股骨头坏死使用拐杖是有讲究的主要看以下三个方面。 一：另外选择拐杖的质量以木制(水曲柳木较好)和金属制(铝合金)的最常用。要选择无裂隙、疤结等质优的拐杖，柄部要有足够的海绵保护。 二：拐杖能有效的减轻下肢负荷，原则上用双拐杖。用上肢和手控制拐杖，适宜的高度是从足底到腋窝的高度，比身高少40厘米，站立时从足小趾前外侧15厘米到腋下2～3横指的高度。

人机工程学轮椅设计说明1说课讲解

人机工程学轮椅设计 说明1

人机工程学轮椅设计说明 设计说明书 题目: 人机工程学轮椅设计说明学生姓名: 闫斌 学号: 0815074022 所在院(系):机械工程学院 专业班级:工业设计081班 指导教师: 王小军

2010年12月27日 课程设计任务书 院(系) 机械工程学院专业班级工业设计082 学生姓名闫斌 一、课程设计题目轮椅的人机分析与创新设计、 二、课程设计工作自_ 2010 _年_ 12 月_ 20 日起至__ 2010 _年 1 月 14 日止。 三、课程设计进行地点: 校内 四、课程设计的内容要求： 设计内容 1、市场调研：通过对你所研究的产品进行人机方面的调研（包括该产品与人体尺寸的匹配，操纵或显示装置的感知、认知分析，操纵机构的宜人性、安全性分析，用户视觉感受与使用心理的分析等），总结、分析，撰写调研报告； 2、在分析的基础上，总结现有该产品在人机方面存在的问题或不足； 3、针对所存在的问题，提出多个解决方案；（或进行创新设计）要绘制草图并用文字加以说明； 4、经过分析论证，进行方案的比较、筛选，优化设计方案，并最终确定设计方案； 5、建立三维模型，绘制产品外观尺寸图； 6、进行渲染，制作效果图； 7、对你设计的产品要进行设计说明。 设计要求： 1、设计说明书A4幅面，统一采用计算机打印； 2、设计说明书撰写规范参考《陕西理工学院毕业设计（论文）》格式及计要求； 3、所有图纸打印幅面A4（工程图、设计草图、效果图、展板），单独装订成册； 4、设计说明书、图册、所有源文件的刻录光盘一并装入资料带，并填写清单；

5、课程设计题目参见选题表及题目清单，每位同学可从中自行选择其中之一，或自拟题目，但必须经过指导教师同意，方可进行； 6、每位同学独立设计，完成所有设计任务。 指导教师王小军系(教研室)工业设计系 系(教研室)主任签名批准日期 目录 目录 (4) 第一章引言 (6) 1.1.研究背景 (6) 1.2.研究现状 (8) 1.3.研究目的与意义 (9) 第二章轮椅的概述 (9) 2.1.轮椅的种类 (9) 2.1.1.一般轮椅 (9) 2.1.2.特制轮椅 (10) 2.1.3.电动轮椅 (10) 2.1.4.特制运动轮椅 (10) 2.1.5.代步车 (10) 2.2.轮椅组成部分 (10) 2.3.轮椅适用人群 (12) 2.4.轮椅的使用年限 (12) 第三章轮椅设计中的人机工程学 (13) 3.1.老年人、残疾人的特征 (13) 3.1.1.老年人 (13) 3.1.2.残疾人 (14) 3.2.人体尺寸 (15) 3.3.轮椅各部分结构的人机分析 (16) 3.4.安全性设计 (17) 3.5.舒适型设计 (17) 第四章轮椅在人机方面存在的不足 (18) 4.1.设计的不合理性导致使用者不恰当的坐姿 (18)

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 Abstract Because 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

可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真

万方数据

万方数据

万方数据

可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真 作者：任怡， 张峻霞， 薛强， 胡军， REN Yi， ZHANG Jun-xia， XUE Qiang， HU Jun 作者单位：天津科技大学,机械工程学院,天津,300222 刊名： 机械设计 英文刊名：JOURNAL OF MACHINE DESIGN 年，卷(期)：2009，26(3) 被引用次数：0次 参考文献(4条) 1.张锡玉轮椅舒适性研究及脑瘫患者专用轮椅的设计 2006 2.刘云.王艾伦一种新型可卧立电动轮椅的研制与设计[期刊论文]-机械与电子 2007(10) 3.国家质量技术监督局GB 10000-1988.中国成年人人体尺寸国家标准 4.丁玉兰人机工程学 2005 相似文献(1条) 1.期刊论文赵亮专利侵权屡忍耐维权无获心难平——访中国站立式电动代步车专利持有人谢寿椿-中国发明与专 利2010(6) 谢寿椿,1935年生于浙江杭州.20世纪50年代毕业于清华大学,高级工程师,一生从事机械制造和汽车、摩托车设计、运用及维修的教学科研中在我国工业设计行业尤为知名.曾18此获得省部级嘉奖,连续两届当选兰州市安宁区人大代表.退休后,仍被业界多家中外知名企业竞相争聘.向来爱好机械设计的谢寿椿,闲暇中研发的新型电动代步车、电动轮椅、电动跑车等.已取得国家知识产权局颁发的四个中国实用新型专利及美国专利与商标局(USPTO)颁发的美国发明专利证书(US7.192.040B2). 本文链接：https://www.wendangku.net/doc/9b2218619.html,/Periodical_jxsj200903014.aspx 下载时间：2011年2月15日

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。

残疾人专用轮椅的研究与设计

I 摘要 近些年由于自然灾害和交通事故造成的肢体残疾人数量在不断增多，下肢残疾人占很大一部分比例。轮椅作为下肢残疾人的代步工具，在其生活中扮演着重要的角色。现今的轮椅功能单一、造型色彩单调，根本无法满足残疾人更深层次的需求。 本文对现有残疾人轮椅进行了分析研究，对其分类形式和功能都做了归纳阐述，总结出了现有轮椅主要的不足功能，同时为了规范轮椅设计尺寸及研究下肢残疾人活动范围，推导出坐在轮椅上健全人的人体尺寸，近似等同于下肢残疾人人体尺寸。本文还运用人因工程学和生理学等学科知识分析了人体疲劳的原因，总结出了满足人体乘坐舒适性的要求。论文还引入残疾人心理需求研究，分析总结出残疾人心理特征和心理需求，并提出把残疾人心理需求加入到轮椅的设计中是有必要的并且是可行的。轮椅的设计部分加入了我自己的设计实践，提出了现有轮椅的四个不足之处，并全部解决。 本论文设计研究的这台轮椅基本满足了乘坐舒适性的要求和残疾人生理和心理的需求，能对下肢残疾人的生活和治疗过程有一些帮助。 关键词 ： 轮椅；下肢残疾人 ；舒适性；残疾人心理

II Abstract In recent years ，the amount of extremity disability ，caused by the natural disasters and traffic accidents ，is continually increasing and the lower extremity disability takes a big proportion. Wheelchair as lower limb disabled people instead of walking tool plays an important role in their lives. Wheelchair single function at present ，modeling is drab ，cannot meet the needs of disabled persons at a deeper level. The paper will start from the wheelchairs and the summaries research analysis presenting manual of categories and functionalities. At the same time ，in order to regulate wheelchair design size and scope of activities of lower limb disabilities ，wheelchair deduced healthy person's body size ，approximately equivalent to the lower limb disabled body dimensions. The paper also applies ergonomics and physiology of the human body and other disciplines of knowledge causes of fatigue analysis ，summed up to meet the requirements of human comfort. This paper also will introduce the psychological needs research of disabled people, analyses and summarizes the psychological characteristics and psychological needs of the disabled ，and adding Psychological needs of disabled persons and into the design of wheelchairs is necessary and feasible. Wheelchair's design part join writer's design practice ，It will propose four shortcomings about present manual wheelchairs and how they got solved. The wheelchair meets the request of comfortable or Physiological and psychological needs of disabled people. It will be helpful in everyday life of disabled people or during their rehabilitation. Key words ：wheelchair ；lower extremity disability ；comfortability ；Psychology of disability

电动轮椅车设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】

毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 机械工程学院专业班级学生姓名 一、毕业论文﹙设计﹚题目电动轮椅车设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 3 月 5 日起至 2014 年 5 月 28 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求： 1、设计课题简介 电动轮椅是一种以蓄电池为能源、电子装置控制驱动的动力轮椅车。使用者可通过控制装置自行驱动轮椅车行进。适用于高位截瘫、偏瘫及下肢功能障碍者使用。本课题主要是设计一款含有机械传动减速机构的电动轮椅，使学生充分利用所学知识，初步锻炼产品的总体设计和研究能力。 2、论文要求： 1）通过查阅有关资料,了解产品总体设计的方法和步骤； 2）设计的电动轮椅要方便操作使用； 3）所确立的设计方案应按照产品总体设计方法和步骤进行，确保科学合理； 4）论文应包括对电动轮椅进行安全、强度和力学方面的设计计算数据。 3、工作任务与要求： 1）充分了解电动轮椅的结构特点及构造，了解设计的主要内容，并进行市场调查。 2）搜集各类电动轮椅的资料，包括相关的国家标准及最新成果。 3）设计多个方案，并从选出总体设计方案后对总体设计进行细化。 4）对设计进行校核，确保方案的可行性，绘制总装图和关键零件图。撰写研究设计论文一份。4.工作任务时间安排：

第1-3周：了解产品总体设计的方法和步骤，搜集有关电动轮椅的资料，包括设计的相关国家标准及最新研究成果，撰写毕业设计开题报告一份。 第4-6周：通过市场调查已有的电动轮椅驱动机构结构，设计出相应的总体设计方案。 第7-12周：设计控制方式及电路，绘制总装示意图和关键零件图，撰写毕业论文。 5、设计说明书格式要求： 设计说明书应包括：序言、目录、摘要（中英文）、关键词（中英文）、中图分类号、正文（含设计方案论证、设计及其它说明等）、结束语和参考文献等内容，并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。 指导教师系(教研室) 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名

创新型多功能轮椅设计

创新型多功能轮椅设计 发表时间：2017-12-13T09:18:01.220Z 来源：《科技中国》2017年8期作者：段昌才江姗胡斌严晓平[导读] 摘要：轮椅在残疾人生活中起着重要作用，通过调查轮椅在残疾人生活中的应用，发现轮椅本身的设计还可以进一步改进以方便残疾人的生活。基于此本文提出了一种半自动多功能轮椅的设计，首先设计轮椅外形结构关键词：轮椅，机构，更便捷轮椅作为残疾人生活中的一个重要的装备，本身需要给残疾人带来方便。现在许多轮椅都存在着在较窄的地方转弯不方便的问题（如在比较窄的地方不能实现大角度转弯），同时许多手动轮椅都是用手直接去驱动轮子，这样手很容易被弄脏。按照这些思路，本设计提出了集驱动、任意角度旋转、站立、躺下为一体的轮椅，此轮椅能够让残疾人更方便地使用轮椅，对于喜欢游玩的残疾人来说此轮椅可以为 残疾人提供更方便的出行，在外出时遇见道路问题时可以更方便的解决，同时可以根据用户的想法实现站立和躺下的功能，这样可以给残疾人更多自由的空间，并且此轮椅不需要别人的帮助就能完成很多功能，使得残疾人出行更加独立。 一、多功能轮椅的工作原理本设计包括驱动系统:通过摆杆带动遥杆旋转从而带动齿轮，再通过齿轮带动链条最后带动主动轮转动；站立系统：当用户想要站立的时候，可以通过扶手上的控制器，控制前后推杆实现站立效果；助躺系统：通过控制器控制前方的推杆以及椅子靠背上的电机实现椅子的躺下；刹车系统：用户通过将左手方摆杆向下压去带动钢丝最后带动装在主动轮上的刹车片启动刹车，实现在必要的时候减速；方向控制系统：通过用手捏合手柄前方的摆杆带动摆杆上的钢丝，钢丝带动前方的小轮从而实现转弯；定轴旋转系统：通过用户右手方的摇杆摇动带动竖直的传动齿轮,传动齿轮与地板齿轮相互啮合，从而实现定轴转动。下图为轮椅的实物模型。 二．多功能轮椅的装备设计 2.1整体设计 轮椅本身需要给用户带来安全感及舒适感，因此针对于外形，本设计采用四个万向轮加上中心一个主动轮，另外前方加一个转向轮的方式构成机架，这种结构使得整体结构稳定，而且外观上具有安全感，同时在万向轮以及主动轮上方装有减震弹簧，使得在崎岖的路上行驶较平稳，有效地减小了振动。再者，在轮椅上装有刹车系统，通过椅子后面的把手和座位左方摆杆均可启动刹车。整体上结构分布均匀，重心处于中心且较低的位置，总体轮椅处于稳定状态。 2.2驱动系统结构设计本系统设计主要采用一对对心摆动导杆机构，此机构有以下特点：a.不存在死点b.传动比较平稳c.在驱动的时候使手的位置处于比轮子高的位置，并且在驱动的时候双手处于交叉来回的状态，这样使得在驱动的时候手不会感到累。同时驱动系统采用链条传动，这使得整体协调平稳。 2.3站立及助躺系统的设计此系统针对于一些下肢并非完全无力且上肢有力的残疾人，当残疾人外出想要站立或者躺下时，这两系统便有了作用：由于站立时需要较大的力，所以本设计采用后置的两个推杆，推杆一端固定在底座，一端固定在固定机架上，对于前方放脚处仍装有同样的推杆，在椅子的后面具有蜗杆蜗轮机构，这些装置都装有对应的控制器，由于站立时主动轮不能随椅子一起移动，因此此处设计为主动轮上方与椅子坐垫处可以分开；当需要站立时，控制这三个装置协调（前方推杆向下降，后方推杆向上升，椅子靠背向转）从而实现站立；躺下时可以通过类似的方式来实现，同时在躺下时应该把靠背上可旋转撑杆旋转支撑到底座上以增强轮椅的稳定性，防止出现倾倒现象，在椅子躺下时可以将椅子靠背后方的可旋转板转出来，此板可以支撑用户的手，使手更加放松。 2.4旋转系统设计 由于现有的大部分轮椅不能在较窄的地方实现转弯，使得轮椅在较窄的地方使用很不方便，因此针对此种现象设计了此种能定轴任意角度旋转的机构，此机构由一个摇杆，一个传动齿轮，机架上自带的固定内齿轮这几个主要机构构成，同时两个机架盘上存在环形导轨，导轨上存在四个钢球，钢球连接了上下机体（上下机体正好在两个机架盘出分开），当旋转时，钢球在导轨上滑动从而实现上下机体相对运动。同时为了配合旋转，在旋转时通过座位左方的摇杆可以将主动轮提升上去（与主动轮同轴线的有主动轮，弹簧，与座垫相连的空心轴），防止旋转时主动轮与地面形成摩擦。在旋转时应该先提升主动轮，摇动座位右方的摇杆，带动齿轮旋转从而实现定轴转动。 三、主要机构材料选择