1. 研究目的与意义
随着21世纪的到来我国现已进入老龄化社会,现在我国的老年人已达到1.32亿,并以年均3.30%的速度持续增长,此外,我国还有各类残疾人约6千万,大量的老年人和残疾人的存在使助老助残问题日益成为一个重大的社会问题。服务机器人的问世和发展可以有效地提高老年人和残疾人的生活质量,为我国社会的稳定发展起到积极作用。
爬楼梯轮椅是服务机器人的一种,它是老年人或肢体伤残者不可缺少的康复和代步工具,借助轮椅老年人和肢体伤残者可以进行身体锻炼和参与社会活动。随着社会生产力的发展,人们生活水平的不断提高,考虑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。我国的轮椅发展较缓慢,而能爬楼梯的多功能轮椅在国内尚无自主开发的成熟产品,即使在国外众多的爬楼梯轮椅产品中,依然以电动爬楼梯轮椅为主要产品,这样一来,轮椅售价十分高昂,基本都为数万元的高价产品。因此,为了使轮椅成本下降,使中低端消费者可以承受的起,准备设计一款手动力推动的爬楼梯轮椅。通过查阅国内外相关资料,借鉴已有类似产品,经过深入研究设计一款手动爬楼梯轮椅。
毕业设计对于应届毕业生来说,最重要的意义在于能将所学的知识应用到自己的设计中。而此次的毕业设计,为一个从无到有的整体设计。要收集和整理与轮椅设计相关的国家标准和必要的人机工程学资料;设计计算并确定轮椅的结构方案;零部件的详细设计;制图。一系列的工作使锻炼了我的整体能力,设计能力,制图能力。另外,要充分运用我大学所学到的机械知识,对机构的设计,对工艺性的了解,以及可行性的分析。我相信这对我将会是一次考验,将会让我对大学所学知识进行一次整合,最终使我的能力得到一次很大的提高。
2. 课题关键问题和重难点
1、爬楼梯机构的选择及设计改善。
当前爬楼梯轮椅的研发设计主要有以下几种类型:轮组式、履带式、多足式等几种类型。每种类型的爬楼梯轮椅各自有自己的有事及劣势,如何选择最合适的方案并且对方案改善使轮椅爬楼梯最经济方便。
2、查阅国家楼梯设计标准以及人体工程学的一些资料及要求算出轮椅的基本尺寸。
3. 国内外研究现状(文献综述)
1、应用:
轮椅是年老体弱者以及下肢伤残者必不可的代步工具,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。爬楼梯轮椅可以使下肢残障者进行更广泛的活动。
2、爬楼梯轮椅的研究历史及现状:
4. 研究方案
1、基本方案
为了使轮椅实现手动爬楼梯功能,为轮椅两侧分别添加了一套由平行四杆机构组成的爬楼梯轮椅机构。此机构属于间歇式多足爬楼机构。每套机构中的两等长连架杆(曲柄)各与一个相同齿数的链轮固连,通过链条将两个链轮连接,进行同步驱动。连杆与轮椅原有的轮子形成两套支撑系统。两套支撑系统轮番着地。通过连杆系统的支撑托起是轮椅实现上楼梯的功能。
5. 工作计划
起止日期 | 工作内容 | 备注 |
3.2-3.27(2周) | 熟悉相关理论,查阅相关文献及他人研究,递交开题报告。 | |
3.27-4.17(3周) | 方案详细设计、计算分析 | 确定零部件尺寸等 |
4.17-4.27(2周) | 方案改善 | |
4.27-5.27(4周) | 绘制装配图零件图 | |
5.27-6.21(3周) | 撰写毕业论文,准备答辩 |
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