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楚天金报讯
文/本报记者戴辉 通讯员姚雷 图/本报记者严斯林
专为老人设计的履带式电动爬楼车、迎宾机器人向你报菜单和天气、武汉研发的全国唯一高海拔无人机……昨日，为期两天的2015武汉创业创新博览会启幕，五花八门的新型创业项目夺人眼球，吸引了两万多市民前来逛展。
创博会上，包括互联网+、智能制造等15个行业领域在内的400余个创新项目亮点多多。
■ 亮点
轮椅轻松爬楼梯上下楼
记者在武汉优莱格科技公司展区看到，一种带履带的爬楼机吸引了许多老年市民前来观摩。只需按下轮椅后面的按钮，在45度倾斜的楼梯上，这种爬楼机如履平地，而且十分平稳。
公司负责人介绍，这种爬楼机是全国首创，出口俄罗斯等多个国家，特别适合解决老旧社区残障人、行动不便老人的爬楼问题。目前已准备在武汉一些公共场所、福利院以及老旧社区推广。
手机上管理一块真菜地
记者现场看到，武汉一块地农业科技公司是一家游戏与现实版农庄相结合的互联网公司，一期投资1200万，基地位于武汉黄陂木兰风景区。
一块地倡导一种新的生活方式，希望为每个生活在钢筋混凝土森林中的都市人提供一块属于自己的耕地。为了解决都市人群无法实时照看自己的作物的问题，自主开发了“一块地”软件系统，把手机游戏平台和现实版农场有机结合，实现线上线下互动。通过远程监控系统，可实时了解作物的状态，并通过标准化生产、信息化管理、冷链化配送，实现有机农产品从田间到餐桌的一站式服务。
能飞5000米高的无人机
几架新型无人机在半空飞翔，吸引了许多观众目光。记者了解到，武汉研发的全国唯一高海拔无人机，能在海拔5000多米高空飞翔。武汉好奥航空技术有限公司开发的智能无人机应用系统，采用4G-LTE通信技术可有效利用低时延、高可靠性、大带宽的优点，推动空地数据链向集成化、智能化升级换代。
公司负责人介绍，利用日新月异的无人机智能飞行平台，能在未来10年的扩展应用场合提供更多的想象力，作业范围覆盖土地测绘、电力巡线、信息侦查、航拍等领域，具有极大的市场应用前景。
■ 焦点
智能机器人当下最火
记者现场发现，有10多家公司推出了全新的智能机器人，使得机器人成为现场关注的焦点。
“你好，今天的天气有中雨，请出门多穿些衣服。”在一家公司展位，几个白色的机器人不断向观众问候，并随着客人走动而跟随。还有一个机器人灵活走动，端出精美菜肴给客人品尝。在华中科技大学的机器人创客空间，智能机器人可以踢足球，陪你玩游戏。
现场专家介绍，武汉机器人产业走在全国前列。比如思瑞法机器人公司成立后用两年时间完成30项发明专利，先后研发出中国首台套全伺服数控管道折弯系列机器人、中国首台套多工位全伺服管端成型系列机器人及全伺服管道激光打孔切割系列机器人，应用于多家世界五百强制造企业和航空航天领域。主要客户包括美国波音公司、欧洲空中客车公司、俄罗斯沃罗涅什飞机制造公司、芬兰国家航空、英国宇航公司等；汽车行业主要客户包括梅赛德斯·奔驰、宝马、保时捷、大众、玛莎拉蒂等。
武汉上智达机器人科技公司是由武汉大学生科技创业团队组建，包括武汉大学、武汉理工大学一批博士生，集合了计算机软硬件、通信、机械、控制等方面的高端人才。记者现场看到，该公司展出了一批工业机器人、家庭服务机器人。比如电扇机器人，能跟踪人的运动而自动调整方向的智能电扇，机器人跟踪车，可跟随人去超市购物并在家里端茶送水。公司负责人称，批量生产后能应对老年化社会人力短缺问题。
记者了解到，送餐机器人一台售价5.8万元，也可以月租金3000元租用，现在开始试水武汉的一些餐厅和酒店。武汉经信委相关负责人介绍，武汉现在有10多家公司研发智能机器人，涉足工业、矿井、餐饮、娱乐等相关行业，未来将形成数十亿元的产业链。
■ 热点
大学生为创新主力军
据了解，本次创博会以互联网+、光电子和新一代信息技术、智能制造、节能环保、新能源、新材料、生物医药、文化创意、现代服务、现代农业等行业领域为重点，集中展示武汉创新型产业研发成果。
大学生是创新产业的主力军。华中科技大学的参赛团队现场展示的物联网感知家居也颇具新意，能通过视频监控，防火防盗报警，实现灯光、空调、家电等在手机上远程监控。市民在办公室就可操作家里的灯光、空调开启，比如冬天可提前在办公室把家里的空调打开制热。老人独自在家里发生险情时（意外跌倒、心脏病、中风等），系统能第一时间通知子女和物业。
当下，创新创业热得甚至连小学生都参与其中。在江岸区教育局组织的20多个小学生创意项目引人关注。记者现场看到，长春街小学五年级学生宋昊泽用一个月研制的“猫扑蚊子”软件十分新颖，画面上的猫扑住10只蚊子就能成功晋级。还有的小学生利用光电传感原理设计出会唱歌的金鱼。江岸区教育局小学教研室王小威告诉记者，现在小学生对参与各种发明创造热情很高，丰富课外知识的同时，能开拓学生的视野。
本次“创博会”将持续两天，除可了解、体验各类创新产品外，现场还汇集了30余家市内外天使投资机构、金融担保机构与创业项目对接，助力更多好项目招商引资。此外，由各大高校、企业众多专家、企业家组成的创业天使导师团也会为创业者提供创业咨询和“一对一”帮扶，为企业提供员工培训、企业咨询、税收以及法律等相关服务。
摘 要
随着社会的发展和人类文明程度的进步，老年人与残障人员愈来愈需要运用 现代高新技术来改善他们的生活质量，而爬楼梯对于老年人和残疾人行动不方便 的，非常困难，所以要增加轮椅自动化程度，于是我们在原轮椅的基础上进行改 进和加装爬楼机构，本文设计的电动轮椅具有爬楼功能，爬楼时用履带驱动，平 地时可像普通轮椅用轮驱动也可轮椅稍后仰用履带驱动。此车在轮椅的基础上安 装履带装置、升降机构、电机、以及控制电路、控制设备，以降低劳动强度、提 高效率，减少他们的困难、提高生活质量、满足市场需求为目的。爬楼梯车具有 适应性强、机动灵活、活动范围大等特点，在我国国民经济的发展中，爬楼梯电 动轮椅的需求量逐年增加，市场发展潜力巨大，爬楼梯电动轮椅行业具有广阔的 发展机遇和良好的投产前景。
关键词：爬楼梯，电动，轮椅，履带轮式
Abstract
With the social development and improvement in the level of human civilization, oldmen and physically disabled members of society more and more need to use
modern high-tech to improve their quality of life,but the elderly and handicapped are
unable to climb the stairs, so we had to increase the automatic level of the electric wheelchair to reduce their difficulty. So we have the original on the basis of a
wheelchair to improve and the installation of Climbing stairs institutions, the paper
design with the electric wheelchair has Climbing stairs function, when Climbing stairs it use track-driven, the ground can be used like an ordinary wheelchair-wheel-drive
can also be track-driven, when the chair be tilted.we have fit in the new equipments
include the tracked device,the body movements, the electromotor, control circuit and control equipment, etc, to reduce the labor intensity and difficulty, and to improve the efficiency and living quantity, so that can satisfy the requirements of the market. The
automatic electric wheelchair has new characteristics of high adaptability, mobility and orbit, etc. As the development of the national economy, the requirement of automatic electric wheelchair will be increased year by year. So the developing
potential of the automatic electric wheelchair in the market is vast, it has a good
developing opportunity and well invested prospect.
Key words：Climbing the stairs,electricity, wheelchair, Track-Wheel
目 录
第一章 综述.....................................................................................................1
1.1 爬楼梯轮椅的意义 ............................................. 1
1.2 国内外爬楼梯轮椅的发展状况.................................... 2
1.2.1国外爬楼梯轮椅的发展状况.........................................2
1.2.2国内爬楼梯轮椅的发展状况.........................................4
1.3 本项目的设计目的与主要研究内容................................ 5
1.3.1课程设计目的 .............................................. 5
1.3.2课题研究内容 .............................................. 6
1.4 设计进程安排 .................................................. 6
第二章 履带爬楼装置机械系统结构设计...........................................................8
2.1 爬楼机构的比较 ................................................ 8
2.2 设计思路 ...................................................... 9
2.3 履带轮式轮椅爬楼原理 ......................................... 10
2.4 履带爬楼过程分析 ............................................. 11
2.5 爬楼性能参数 ................................................. 13
2.6 履带爬楼机构的结构设计....................................... 13
2.7 升降机构的设计 .............................................. 16
2.8 本章小结 .................................................... 18
第三章 电气系统设计.....................................................................................19
3.1 履带爬楼梯装置执行电机选择 .................................. 19
3.2 电池选择 .................................................... 20
3.3 电动车电机转速控制 .......................................... 21
3.3.1 驱动方式对电动车性能影响 .................................. 21
3.3.2 现有电动车电机存在主要问题及探索 ........................... 21
3.4 直流电机机械特性 ............................................ 22
3.5 控制系统的设计 .............................................. 23
3.6 本章小结 .................................................... 28
第四章 典型零部件设计及校核计算................................................................29
4.1 传动系统动力参数计算 ........................................ 29
4.2 轴的计算 .................................................... 30
第五章 技术经济分析报告..............................................................................39
5.1 履带轮式轮椅技术分析 ........................................ 39
5.2 履带轮式轮椅经济分析 ........................................ 39
5.3 履带轮式轮椅结论和展望 ...................................... 40 参考文献........................................................................................................41
致 谢.............................................................................................................42
第一章 综 述
1.1 爬楼梯轮椅的意义
轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具，随着无障碍设施的 增多，轮椅使用者的活动范围逐步加大，但楼梯却使轮椅受到很大限制，因此研 发价格低廉、简单易用的爬楼梯轮椅是康复工程工作者面临的一项比较紧迫的任 务。楼梯的出现是人类建筑史上的一个重要的成就，它不仅缩小了房屋的建筑面 积、充分利用了有限的生存空间，而且为进出高层建筑物提供了方便的通道。尤 其是在人口数量日益增长、经济飞速发展的现代化社会中，为了提高人均住房面 积，改善人们的生活质量，高楼别墅不断涌现。然而，在发挥优势的同时，楼梯 对老年人、肢体残障人士的出行带来了很多不便，对他们的行动造成了障碍，影 响了他们与外界的沟通和交流。这个问题随着老年人和残疾人数量的增多显得日
[1] 益突出。
老年人和残疾人比例的显着增加给经济、社会的发展都带来了很大的影响， 医疗、护理、社会服务等各方面需求的压力也越来越大。为关心老年人、残疾人 的生活，改善他们的生活质量，减轻医疗护理事业的压力，各式各样的助老、助 残运动装置也应运而生。
日本的身体残疾者中，肢体残疾者占60%，而且有近半数是下肢残疾者。造 成下肢残疾的原因，过去多是战争和工伤，近年来则越来越多的是交通事故和运 动、娱乐中的事故，尤其是年青人。另一方面，老年人中随着年龄的增加，因体 力下降和脑血管病变造成残疾的情况也越来越多。下肢最重要的功能是行走。一 旦不能行走，不用说到室外，就是在室内移动也很困难，其生活空间大受限制。 老年人若周围没有适当的人照顾，容易变成卧床不起的状况。若是轻度残疾，使 用手杖等简单的辅助工具，就可以在与健康人相同的范围内移动。但以自身之力 不能步行时，就必须用轮椅作为移动工具。使用轮椅时，靠自身之力就可以移动 到想去之处，所以其使用价值非常高。但对于使用轮椅者，还有一些问题。普通 轮椅不具备攀登楼梯和跨越路障的功能，从而限制了以轮椅代步的下肢截瘫者及 年老体弱者的活动范围，影响其走向生活和回归社会的深度和广度。为此，人们 从以下方面解决这一问题:房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，在公共场所 设置轮椅上、下楼梯的固定搬运装置、便携式轮椅搬运小车、爬楼梯轮椅，这种 轮椅可在平地上行驶，且具备爬楼梯的功能。可设计成手动型或电机驱动型。由 于它们具有机动灵活、适用性广等优点，吸引了众多学者从事该项研究。本文就
中国地质大学长城学院
本 科 毕 业 设 计
题目 自动上楼轮椅的设计
系 别 工程技术系
专 业 机械设计制造及其自动化
学生姓名 单长胜
号指导教师 杨义勇
职 称 教授
2014年04 月 24 日
学
摘 要
随着老龄化社会到来和残疾人数量的增加，轮椅在老年人及残疾人的生活中
发挥的作用越来越重要，生活中处处可见的轮椅限制了普通轮椅的使用，本研究的目的是设计出价格合理、性能安全可靠的在平地行走时作为普通电动轮椅使用，而在上下楼梯时在他人简单辅助的情况下实现电动爬楼梯的功能。
爬楼梯电动轮椅是服务机器的一种，它是老年人或肢体伤残者不可缺少的康
复和代步工具，借助轮椅老年人和残疾人可以进行身体锻炼和参与社会活动。并且考虑到提高老年人及残疾人对出行的方便性，研制具有爬楼梯功能的轮椅具有重大的现实意义。
本设计就将对可上下楼梯的电动轮椅进行设计，以满足双腿残疾人和老年人
自动上下楼梯的功能。主要从设计方案、整体结构进行设计，包括其中的数据计算、传动系统设计、电机等外购件选型、应用环境、维护保养等方面进行系统设计。并绘出了电动轮椅的二维装配图与部分零件图。
关键词：自动上楼轮椅 星轮式爬楼梯装置 结构设计
Abstract
With the advent of an aging society and increase number in the disabilities
persons ,the wheelchairs play a more important role in the living, the staircase can be seen everywhere in life limits the use of an ordinary wheelchair, the purpose of this study is to design affordable and reasonable ,safe and reliable performance . When walking on level ground as an ordinary electric wheelchair ,and in others on the stairs like a simple auxiliary function of electric stairs.
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 录
1绪论 ....................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.1课题的研究背景及意义 ................................................................................................... 1
1.2国内外研究现状 .............................................................................................................. 2
1.2.1履带式 ....................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2.2星轮式 ....................................................................................................................... 3
1.2.3腿足式 ....................................................................................................................... 3
1.2.4复合式 ....................................................................................................................... 4
1.3本章小结 ......................................................................................... 错误！未定义书签。
2自动轮椅总体设计 ................................................................................................................. 5
2.1概述 ................................................................................................................................. 5
2.2总体结构设计 .................................................................................................................. 6
2.3行星轮机构设计 .............................................................................................................. 8
2.3.1行星轮总体结构概述 ................................................................................................ 8
2.3.2行星轮架的中心距 .................................................................................................... 9
2.3.3小轮半径r的取值范围值 ......................................................................................... 9
2.4本章小结 ......................................................................................... 错误！未定义书签。 3动力系统设计 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
3.1动力系统参数设计 .......................................................................... 错误！未定义书签。
3.2驱动电机参数设计 ........................................................................................................ 11
3.2.1驱动电机的类型选择 .............................................................................................. 11
3.2.2选择驱动电机的功率 .............................................................................................. 11
3.3电池选择 ....................................................................................................................... 13
3.4本章小结 ....................................................................................................................... 13 4关键零件的设计计算 ............................................................................. 错误！未定义书签。
4.1配齿计算 ....................................................................................................................... 13
4.1.1传动比计算 ............................................................................. 错误！未定义书签。3
4.1.2齿轮模数与齿轮计算 .............................................................................................. 14
4.1.3载荷系数计算 ......................................................................................................... 15
4.1.4几何尺寸计算 ......................................................................................................... 17
4.2链传动计算 ................................................................................................................... 18
4.2.1链传动比 ................................................................................................................. 18
4.2.2链传动的设计 ......................................................................................................... 18
4.3计算后轴的强度 ............................................................................................................ 21
4.4轴的结构设计 ................................................................................................................ 21
4.5轴的强度校核 ................................................................................................................ 22
4.6本章小结 ....................................................................................................................... 23
5总结与展望 .......................................................................................................................... 24
5.1总结 ............................................................................................................................... 24
5.2展望 ............................................................................................................................... 24
参考文献 ................................................................................................................................ 25
致 谢 ...................................................................................................................................... 26
42
现代机械 2010年第6期
一种轮组结构的爬楼梯轮椅的设计
李超,胡延平,韦端利
(合肥工业大学,安徽合肥230009)
摘要:针对普通轮椅不具有爬楼梯的功能,设计了一种轮组结构的爬楼梯轮椅。该爬楼梯轮椅结构紧凑,操作方便,工作可靠,采用轮组结构的演变实现爬楼梯功能,利用滚轴滑轨机构进行座椅调平,并对其越障、跨沟和爬楼梯的运动过程进行了分析。结构表明该轮椅有较强的越障能力和路面适应性。关键词:轮组机构 爬楼梯轮椅 座椅调平
中图分类号:R496,TH789 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2010)06-0042-03
DesignofaWheelsetsStair climbingWheelchair
LIChao,HUYanping,WEIDuanli
Abstract:Consideringtheordinarywheelchairhasnotthefunctionofclmibingstairs,anewtypeofwheelsetsstair clmibingwasdevel oped.Thestair clmibingwheelchairiscompac,teasytooperate,reliableandstable.TheevolutionoftheWheelsetsisusedtoachievestairclmibingfunction,androllerslideagencyisusedformaintainingtheseatleve.lThemovementofobstacling,crossingditch,andclmibingthestairsisanalyzed.Theresultsvirifythewheelchairhasagoodabilitytooverobstaclesandadaptroads.
Keywords:wheelsets;stair clmibingwheelchair;thelevelingoftheseat
1 爬楼梯轮椅研究现状
轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可少的代步工具,但是普通轮椅不具备攀登楼梯和跨越路障的功能,大大限制了其使用范围。世界上爬楼梯轮椅的研究已有近百年的历史,国内外现有的爬楼梯装置和专利种类众多,不同的爬楼梯装置适用于不同的环境和条件,各有利弊。按照爬楼梯装置爬楼执行机构的类型,主要可归结为轮组式、履带式、和多足式三类。【爬楼梯轮椅】
(1)轮组式
轮组式的特点是每个轮组依照星形轮的方式进行运动:平地行驶时,各小轮绕各自轴线自转;爬楼梯时,各小轮一起绕中心轴公转。爬楼梯装置按照所使用的轮组对数可分为单轮组式(图1a)和双轮组式(图1b)。轮组式爬楼装置与其他构型的装置相比,质量轻便,运动灵活,在无障碍环境下具有较好的行动性能。但是上下楼梯时该类型装置重心起伏较大,会使乘坐者感到不适,因此需要设计一种自适应座椅调平机构。
(2)履带式
履带型机构的爬楼梯轮椅应用较多,它采用比星型轮机构更为连续的行走方式,传动效率比较高。在上下楼梯过程中,轮椅的重心总是沿着与楼梯台
阶沿的连线相平行的直线
运动的,其重心的波动很小,运动非常平稳。图2为某履带式爬楼梯轮椅。但履带式爬楼梯轮椅最大不足是平地行走时阻力较大,运动不灵活,在爬楼梯时履带容易损坏楼梯沿。
(3)多足式
多足式爬楼梯轮椅的主要特点是具有两套或两套以上支承装置,多套支承装置交替支承,以实现上下楼梯的功能。
作者简介:李超(1984-),男,硕士研究生,研究方向:车辆动力学与控制技术。 收稿日期:2010-8-30【爬楼梯轮椅】
设计 研究 分析
这种机构的爬楼梯过程类似于人上下楼梯的过程,也有人称之为步行式爬楼梯轮椅,如图3。早期的爬楼梯轮椅多采用这种方式,1892年Bray发明的第一台爬楼梯轮椅就采用了这种方式。在爬楼梯时,先由其中一套支承装置支承,抬高轮椅及另一套支承系统,再水平向前移动,上一级台
43
2 3行驶机构
行驶机构采用轮组结构。轮组结构一般由二个以上的小轮组成。小轮数为2时,结构最简单,但爬楼时轮架所需的翻转力矩最大,轮组支架中心的起伏也最大。随着小轮个数的增加,轮组支架所需的翻转力矩减小,组轮架中心的起伏减小,但结构也随之复杂,本文选用由三个小轮构成的轮组结构,即星型轮
结构。
图6为星型轮机构传动简图。其工作过程为:动力输入端带动中心链轮5转动,中心链轮通过链条3带动小轮链轮2转动,从而实现3个车轮的转动。平地行驶时,轮系为定轴轮系,任意两个小轮着地,实现前行;遇到障碍或楼梯时,利用一个离合器将支架4与动力输入轴连成一个整体,定轴轮系
演变为行星轮系,带动支架翻转,从而实现越障和爬
楼梯。2 4座椅调平机构
在上下楼时爬楼梯轮椅整体是倾斜的,坐在倾斜的轮椅会使乘坐者感到不适。为了克服这一弊端和轮椅爬楼过程中重心的起伏,我们
专门设计了一种滚道滑轨式的座椅调平机构(图7)。其主要由圆弧形轨道及滚轴组成。滑轨焊接在底架上,滚轴通过螺纹连接固定在座椅底部的支架上,其轴端安装有轴承可以在滑轨里滑动,从而实现座椅的调平。2 5制动机构
为了保证爬楼过程的安全性,必须保证良好的制动性。制动机构分为刹车和防上下滑动两部分,当人在上下楼梯时,为保证安全必须设置一些装置以保证车不上下打滑移动。
阶。然后,由另一套支承装置支承,将前面那套支承装置收回,如此循环,直到爬完整段楼梯为止,其爬楼梯过程不连续。此种类型的爬楼梯轮椅运动相对比较平稳,但是对控制的要求比较高,操作比较复杂。
在以上爬楼机构中,由于轮组式爬楼梯轮椅可以兼顾平地行驶和爬楼梯,而且结构紧凑,体积小巧,效率较高,操作相当简单,是比较理想的爬楼梯机构。结合我国国情和轮椅使用者的经济承受能力,在分析现有爬楼梯机构优缺点的基础上,设计了一种基于轮组机构的爬楼梯轮椅,既可满足爬楼梯功能,又安全可靠,操作方便,通用性好而且价格适中的可爬楼梯轮椅。
2
爬楼梯轮椅的设计【爬楼梯轮椅】
2 1轮椅总体设计
爬楼梯轮椅的总体设计如图4所示。主要由车架、座椅调平机构、行驶机构、动力机构和制动机构等组成。轮椅自重40kg,设计承载量200kg,外形尺寸为750mm 600mm 1200mm,平地行驶5m/h,爬楼速度0.5m/s。2 2动力机构
动力机构由两个驱动桥组成(图5),前后桥各有一套传动系统,由变速马达、减速器、差速器和左右轮系组成。轮椅采用全驱形式,以保证爬楼梯时通过
足够的翻转力矩。
3 轮椅运动过程分析
3 1平地行驶
平地行驶时,星型轮任意两个小轮着地,,其效率与普通轮式车辆相同。当前后变速马达转速相同时,轮椅克服地面摩擦力直线行驶;当前后变速马达存在转速差时,实现轮椅转弯。3 2越障
轮椅直线行进时遇到一般障碍,当障碍物高度较小时,可利用小车轮尺寸优势直接通过;当前进的车轮碰上较高障碍而不能直接通过时,电磁离合器接合,定轴轮系发生演变,带动支架翻转,越过障碍。如图8所示。
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现代机械 2010年第6期
星型轮电磁离合器开启,带动后支架翻转开始爬楼(图10(f))。爬楼过程中座椅始终保持
水平。
3 3跨沟
轮椅可以跨越一定宽度的壕沟,其跨沟原理与越障相同,当星型轮不能直接通过小沟时,接通电磁离合器,带动支架翻转实现跨沟,如图9所
示。
4 结论
本文介绍了一种轮组结构的爬楼梯轮椅。星型轮结构的设计使轮椅可以有效适应多变的路面环境,特别是具有爬楼梯的功能,极大的增加了使用者的活动范围;座椅调平机构的应用,可以显著减少因上下楼梯轮椅重心起伏使用者产生的不适。该轮椅轻巧灵活,安全稳定,操纵方便,而且价格适中,可以为轮椅使用者解决因普通轮椅不能爬楼梯的困扰,具有很好的应用前景和实用价值。
参考文献
[1]苏和平,王人成.爬楼梯轮椅的研究进展[J].中国康复医学杂志,2005,20(5):366 367
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[3]刘云,王艾伦.一种新型可卧立电动轮椅的研制与设计[J].机械与电子,2007,(10):6 9
[4]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社,2003[5]李柱国.机械原理与设计[M].北京:科学出版社,2003
[6]刘建军.SolidWorks2009基础与实例教程[M].北京:化学工业出版社,2009
3 4爬楼梯
轮椅爬楼梯过程如图所示,平地行驶时(图10(a)),任意两个小轮着地,相当于8 8驱动,电磁离合器分离,可以有效利用车轮的附着质量,提高车轮的通过性;当最前端的的车轮遇到楼梯(或者障碍物)时(图10(b)),前星型轮电磁离合器开启,同时小轮自锁,带动前支架翻转(图10(c)、10(d)),轮椅开始爬楼;当后轮遇到楼梯时(或障碍物)时(图10(e)),后
南都讯 记者郑雨楠 为了患有类风湿的妻子，72岁的退休工人刘铁儿在五年前发明出了第一代手动爬楼梯的轮椅，随后，经过三年时间的不断改进，一度研发出了融合手动与电动于一体的二代爬梯轮椅。时隔两年，南都记者再次回访时，刘叔骄傲地说：“全自动爬梯轮椅面世了！”
全自动轮椅可爬9成楼梯楼
日前，在番禺一仓库里，南都记者见到了这辆刚被研发出来的第五代全自动爬楼梯轮椅。和在场的十几辆旧款的爬楼梯轮椅相比，全自动爬楼梯轮椅外观显得更精细高档些。
据刘叔介绍，全自动爬梯轮椅由一张普通凳子改造而成，发动装备安装在座位下方。为了满足不同情况的残疾人需求，全自动轮椅设计出了两种不同款式。其中一款底部由四个小轮支撑而起，当轮椅电量耗尽时，需要由第二人协助其推动轮椅，比较适合手部力气不足的残疾人。而另外一款则在两边各加装了大轮子，当电量耗尽时，残疾人也可以自行推动大轮前行。
两款轮椅都在扶手处加装了控制设备，残疾人可以根据楼梯的宽度和高度，调好“爬楼臂”所需的高度和宽度，再按下运行的按钮，轮椅便沿着楼梯缓缓而上。
刘叔称，由于妻子的手指关节肿大情况严重，时常无力自行操作。因此，全自动轮椅还能通过遥控器，由第二人进行操作完成爬梯。 为爱妻将把自动轮椅改成双人座驾
“东濠涌或者公园里的阶梯情况复杂，周末常常去这些地方进行测试。”刘叔表示，经多处测试，全自动轮椅可用于九成左右的楼梯楼。“住宅区里的楼梯高度一般在15-18厘米之间。”而自动轮椅最高能爬20厘米高。轮椅的承重，则高达100公斤。
据刘叔透露，目前正准备将全自动轮椅改成双人椅，因为“有时妻子自己操作时车子跑得很快，追不上。如果改成双人椅的话，就可以两个人一起开着轮椅出门了”。
第二代轮椅曾让十多位残疾人受益
“之前没想过第二代轮椅被报道后，很多人都找我定做了。”据刘叔介绍，三年前，半自动轮椅面世后，曾一度引来了不少残疾人家庭关注，并找到刘叔本人希望能帮忙定做。目前，在广州市内有十多个残疾人家庭正在使用着第二代的半自动轮椅。
最新款的爬楼梯轮椅还未推出市面，便引来关注。刘叔表示，已有企业相中其产品并注资，成立生产小组协助刘叔进行生产。 搞发明的刘师傅小学都没毕业
退休前的刘师傅，曾在南洋电器厂做过货车司机兼搬运工，小学没毕业的他为了研发自动轮椅，凭借自身努力钻研完成了中学的数学课程，还在家中自学高等数学以及机械制图等。
本报讯（通讯员 戴笑笑 记者 方秀芬）先说邻居的故事：老人今年60多岁，住多层的四楼，她患糖尿病、高血压等，腿脚常常肿得老高老高，行动很不方便，平时，儿子儿媳上班去了，老人就坐在四楼楼道口，望着楼下热闹的人群陷入沉思。
假如有一种工具，直接把老人从四楼运至一楼，那该有多好。
前几天，浙大城市学院通讯员戴笑笑老师在QQ上说，学校里有位叫肖铎副教授，研制出了一种新型登楼椅，可以帮助行动不便的老年人爬楼梯。
在浙大城市学院理工科5号楼5至6楼的楼梯上，沿墙角安放着一根直径约10厘米的圆柱，这是轨道，上面放椅子，人坐进椅子，启动控制杆，便可上下楼梯。
肖教授用钥匙开启样机，我满满坐进椅子，扶手自动合拢，整个人被围住得以保护。扳动控制杆，手指一直摁在控制键上，椅子顺着轨道慢慢往下走，感觉不到陡，因为人是侧坐在椅子上，过弯道也丝毫没有不稳的感觉。
“考虑是老年人，安全第一，所以楼梯上下行速度都较慢，1分钟2-3米左右。”肖铎说，当然，实际应用中的登楼椅速度有望可以根据不同的需要进行调整，可快可慢，这就是今后要设置调速开关。"
肖铎介绍说，去年1月份，他带领的团队开始研制登楼椅。核心技术是研制混合动力系统，目前样机采用普通电源和蓄电池供电，以后打算采取新能源——氢燃料电池供电。
“在老龄化的中国基本是空白，市场前景应该很好。”肖铎说，除了老小区，登楼椅也能用在公共场馆上，比如老年人中心、残疾人中心、体育馆和宾馆等，让更多行动不便的人自如上下楼梯。
目前，他们正在国内寻找替代部件，希望努力降低成本，为产业化做准备。预计将来一层楼的轨道成本可控制在5000元或者更低，而每把椅子费用在1万元左右。
郑州大学学生发明“会爬楼梯的轮椅”获奖
2011年10月26日07:56来源:大河网-河南商报
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这个智能轮椅，能自动爬楼梯，且过程中能保持座椅处于水平状态。
河南商报讯（记者吴静/文刘诗雨/图）“轮椅一族”出行最怕遇上楼梯，能爬楼梯的轮椅你见过吗？
郑州大学的学生发明了一种能爬楼梯的智能轮椅，这个发明获得了国际大学生物联网创新创业大赛中国区的特等奖。
“智能轮椅”的发明者是个5人团队，侯九霄是其中一员，郑大机械工程学院的一名大三学生。
“我们设计的智能轮椅，能自动爬楼梯，且过程中能保持座椅处于水平状态。”侯九霄说，这个在大赛上获特等奖的作品叫基于偏心距可调偏心轮的智能轮椅。
侯九霄展示的作品是个轮椅模型，通过遥控器可控制轮椅上下，“将来，按钮可做到右扶手上，轮椅上的人按下按钮就可以上下楼梯”。
侯九霄说，“智能轮椅”有个控制系统，相当于机器人，当轮椅上楼梯时，装置上的加速度传感器就会自动检测轮椅的姿态，并根据倾斜度自动调节中心，保持轮椅处于水平状态。
指导老师赵江铭说，下一步，他们将继续改进完善作品，希望有一天智能轮椅能从模型变成实物。（线索提供：刘诗雨）
日本千叶工业大学的科学家经过不懈努力，终于“教会”了轮椅抬腿、迈步、爬台阶。他们在轮椅的前后轮装上了旋转轴，就像给轮椅装上了许多个关节。这些关节大大增加了轮椅的灵活度，让它具有类似人类抬腿、跨越等功能。这样一来，坐轮椅的朋友也可以在没有外人的帮助下，自由地上下楼梯咯！
单腿抬起、三脚站立、自由旋转„„这些看似高难度的动作机器人轮椅是如何实现的呢？让我们一睹为快：v.youku.com/v_show/id_XNDYzNjMyOTI4.html。
这个真是
人性化的设计！
神奇 的“手指”
这款神奇的“手指”会令你爱不释手。它能辨别20余种介质，使你在几乎任何物体上都能享受触摸屏的快感。这是由欧特克研究中心和多伦多大学的科学家共同研制的，它是一个微型摄像头和光流量传感器构成的小型“光电鼠标”。
“神奇手指”的“酷”不仅仅在它的身材迷你，更为重要的是，可以充当输入输出设备的它将彻底改变你的阅读理念、工作方式和生活态度。让我们从这段视频中“尝鲜”吧：v.youku.com/v_show/id_XNDYyMTM0MDQw.html。
有了它，我还要
鼠标做什么？
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