一種平地、樓梯兩用助行裝置的建模與設計.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，改善他們的生活質量，改進現(xiàn)有的普通輪椅、擴大輪椅的使用范圍具有重大的意義和實用價值。 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，并以虛擬樣機這一重要機械建模技術為依托，完成了裝置的虛擬樣機建模、運動學分析以及

2、機電控制系統(tǒng)的聯(lián)合仿真。 本文首先從乘坐者安全、使用習慣、裝置自身穩(wěn)定性等角度出發(fā)，設計了一種平地、樓梯兩用助行裝置，采用連桿、車輪混合式爬樓機構，上下樓梯時車體始終水平，乘坐者面向行進方向。平地行駛采用后輪驅動，爬樓機構負責裝置攀爬越障，連桿機構負責調整車體姿態(tài)。 其次，根據(jù)助行裝置的設計要求，引入虛擬樣機技術，完成三維模型的建立、運動學動力學仿真以及結構參數(shù)、車體質心軌跡的優(yōu)化。結合虛擬樣機仿真結果和最優(yōu)化參數(shù)，對裝

3、置進行運動學分析，在MATLAB中完成運動學計算，將計算結果與ADAMS仿真結果進行比對，進行驗證。 最后，利用MATLAB/Simulink工具箱建立控制系統(tǒng)，通過ADAMS/Controls接口，實現(xiàn)助行裝置基于ADAMS與MATLAB的聯(lián)合爬樓過程仿真。 本文通過運用多種仿真方法，證實了兩用助行裝置方案的可行性，與星形輪結構相比，其運動軌跡得到了優(yōu)化；同時給出了三維動畫仿真結果演示、相關的數(shù)據(jù)分析，為助行裝置物理樣