可站立式电动轮椅机构设计及运动学仿真
一种具有辅助站立功能的下肢按摩轮椅创新性设计
一种具有辅助站立功能的下肢按摩轮椅创新性设计摘要：针对当前下肢残疾患者众多而理疗师与新型康复设备短缺的状况，设计出可多关节按摩、辅助站立式康复轮椅。
该轮椅包括一个靠背角度可以自动调节的轮椅和两组可以进行腿部按摩的机械装置构成，可适应不同身高和胖瘦的患者。
本文详细介绍了该轮椅的结构和功能，以及各个部分的驱动方式，还介绍了对于使用者的安全保护措施。
最后建立人机交互模型，对轮椅的结构及运动学进行理论分析，并结合临床医学理论数据对仿真结果进行验证。
关键词：下肢障碍者；辅助医疗器械；按摩；辅助站立；运动学分析一、前言我国人口老龄化问题的加剧使得助老助残问题成为一个重大的社会问题，助老助残事业和新型康复辅具研究也面临着前所未有的压力。
随着我国人口老龄化、高龄化比例和程度不断增长，老年人的慢性疾病患病率也大幅增加，慢性疾病尤其是心脑血管疾病患病率增高，中风现象普遍增多，导致下肢瘫痪老人群体规模不断扩大。
由于发病部位的神经组织受到一定程度的损害，使患者在心脑血管病治愈后表现出不同程度的肢体瘫痪，即肢体正常运动功能障碍，其中偏瘫患者占较大比重。
患者出现肢体瘫痪，情绪也会产生波动，且其他疾病也会接踵而至，使康复难度大幅提高。
然而，我国人口的加速老龄化和心脑血管疾病多发的背后隐藏着一个巨大的市场，即老年市场。
高龄老年人，尤其是行动不便的下肢瘫痪老人，自我照料能力差，需要医务人员辅助护理，而护理劳动强度较大，费用较高，给家庭带来沉重的经济压力和心理负担，所以下肢瘫痪老人的护理条件急需改善，辅助医疗设施需要完善。
二、机械设计本方案设计的按摩轮椅主要包括对称安装的左、右两个小腿按摩装置、一个位于座椅的大腿按摩装置、一个辅助站立支撑机构、一个触摸显示屏和一个“靠背”角度可自动调节的座椅以及多个测量、控制元器件，该按摩轮椅可以通过按摩轮循环刺激人体腿部肌肉。
还可以设置多种按摩模式。
同时本套按摩轮椅可以实现轮椅的站姿、躺姿、坐姿之间的变形和固定以及多角度躺姿的调节与固定。
一种轮椅式下肢助行机器人的设计及运动学仿真分析
目的 ： 计一 种 轮 椅 式 下 肢 助行 机 器 人 ， 设 以协 助 下 肢 患 者进 行 日常 的 助 行 康 复训 练 。
方法 ： 用升 降 机 构 和 腿部 助 力 机 构 来 完 成对 下 肢 患 者 的 助行 康复 训 练 ， 通 过 ＭＡ Ｌ Ｂ软 件 对 腿 部 助 力 机 构 进 行 利 并 ＴＡ 了运 动 学 仿 真 分析 。 结果 ： 真 结 果 表 明 ， 腿 部 助 力机 构 的带 动 下 ， 者 腿 部 的 运 动规 律 符 合 正 常 人 行 走 时 的步 态 特 征 曲线 。 仿 在 患
ＺＨＡＮＧ ｘ ｎ Ｌｉｕ ，ＹＵ ｎ ｈ ｎ／ ｉｅ ｅ Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈ ｂ ｌａｉｎ Ｍｅ ｉｉ ｅ ０ ０ ５ １ ）１ ７ － １ ７ Ｙａ ｃ ｕ ／ ｎ ｓ ｏ ｒ ａ Ｒｅ ａ ｉｔ ｔ ｄｃｎ ，２ １ ，２ （２ ：１ ６ １ ８ Ｃｈ ｆ ｉ ｏ
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关键 词 助行 机 器 人 ； 下肢 助 行 ； Ｔ Ａ ＭＡ Ｌ Ｂ仿 真 中 囤分 类 号 ： ４ ６ Ｒ ９ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ０ ｌ １ ４ （ ０ ０ 一 ２ １ ７ — ３ １０ 一 ２ ２ ２ １ ） １— １６ ０
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电动轮椅车的仿真模拟与优化设计
电动轮椅车的仿真模拟与优化设计随着社会的发展，无障碍出行问题越来越受到人们的重视。
电动轮椅车作为一种重要的便携工具，为行动不便的人群带来了更多的自由和独立，因此越来越多的人开始关注电动轮椅车的仿真模拟与优化设计。
电动轮椅车的仿真模拟是通过利用计算机技术对电动轮椅车进行模拟运行，以验证其可行性和效果。
通过仿真模拟，我们可以模拟不同的场景，如不同的道路条件、坡度、载重等，以及不同的用户需求，以评估车辆的性能和表现。
仿真模拟可以帮助我们在实际制造和组装之前，快速检验设计，并且在设计中进行改进和优化。
在电动轮椅车的仿真模拟中，要考虑到的因素很多，例如车辆的动力系统、控制系统、底盘结构、电池性能等。
首先，动力系统是电动轮椅车的核心部分之一，它决定了车辆的动力输出和续航能力。
在仿真模拟中，我们可以模拟不同的电机和驱动系统，从而选择最适合的动力系统。
其次，控制系统是电动轮椅车的灵魂，它决定了车辆的操控性能和安全性。
通过仿真模拟，我们可以测试控制系统的精度和鲁棒性，从而提高车辆的操控性能。
此外，底盘结构和电池性能也是影响电动轮椅车性能的重要因素，在仿真模拟中同样需要进行优化设计。
在电动轮椅车的优化设计中，我们可以采用多种方法来改进车辆的性能和使用体验。
首先，可以通过优化车辆的结构和材料来提高车辆的稳定性和耐久性。
例如，采用轻量化的材料，可以降低车辆的重量，提高能耗效率。
其次，可以通过优化动力系统和控制系统的设计来提高车辆的动力输出和操控性能。
例如，采用高效的电机和先进的控制算法，可以提高车辆的加速性能和制动性能。
此外，还可以通过优化电池和电源管理系统的设计来提高车辆的续航能力。
例如，采用更高能量密度的电池和智能的电源管理系统，可以延长电动轮椅车的续航里程。
除了在设计过程中进行优化，我们还可以通过实际测试和用户反馈来不断改进电动轮椅车的设计。
通过与使用者的沟通和合作，了解他们的需求和体验，我们可以更好地满足用户的期望。
可重构八足轮腿式轮椅前腿机构设计及上楼过程运动学仿真
第三,利用封闭矢量法对三种行为图模型及前腿机构建立数学模型,并利用MATLAB软件对轮椅上楼梯运动情况进行仿真分析,得到了轮椅关键点及构件的运动规律。同时,利用VC测试软件搭建了平台,实现了MATLAB与VC的交互仿真并对前腿机构进行了仿真,进而验证了理论及仿真的正确性。通过以上分析,可以更加直观了解轮椅的运动规律,为后续轮椅改进及控制提供理论支持。
可重构八足轮腿式轮椅前腿机构设计及上楼过程运动学仿真
现代社会,越来越多的老年人及肢体残疾人选择电动轮椅作为出行工具,但普通电动轮椅仅能在平地或小坡度地面上运行,当ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ到台阶、沟壑、楼梯等障碍物时就变得无能为力了。为了使轮椅具有上下楼梯、越障、过沟的功能,在分析现有电动爬楼梯轮椅的基础上,本课题设计了一种轮腿复合式电动轮椅。本文主要研究内容是对轮椅前腿机构进行方案改进及设计,同时对轮椅上楼过程进行仿真。
第一,针对前腿机构的不足,在原方案的基础上添加了一种升降机构。应用功能方法树模型获得了升降机构多种可行方案并采用直接评分法确定了最优方案,将其与原方案组合得到了前腿机构整体方案并对其构型进行了详细的设计。然后,将多层次虚拟装配模型与通口理论结合,给出了一种新的装配模型,利用本方法对前腿机构进行了装配分析并利用UG对其进行了虚拟装配。
多功能电动轮椅关键机构设计与仿真分析
多功能电动轮椅关键机构设计与仿真分析摘要：随着人口老龄化和残疾人口增加，电动轮椅作为一种重要的辅助设备，已经成为现代社会不可或缺的一部分。
本文旨在设计一种多功能电动轮椅，通过对关键机构的设计和仿真分析，提高其性能和安全性，以满足不同用户的需求。
关键词：多功能电动轮椅；关键机构；设计；仿真分析1电动轮椅整体方案设计第一，底座应该采用轻量化材料，如铝合金或碳纤维，以提高整车的稳定性和操控性。
底座上应安装电动驱动系统，包括电机、电池、控制器等，以实现电动推进和转向功能。
同时，底座下方应配备避震系统，以提高车辆的行驶舒适性。
第二，座椅应该具有多种调节功能，如高度调节、倾斜调节、座椅深度调节等。
座椅材料应该采用舒适、透气的材料，如网布或皮革，以提高乘坐舒适度。
座椅后方应配备可调节的头枕，以提供头部支撑。
第三，扶手应该具有多种调节功能，如高度调节、前后调节、旋转调节等。
扶手材料应该采用舒适、防滑的材料，如橡胶或软质塑料，以提高握把舒适度和安全性。
第四，电动轮椅的附加功能应该包括升降、倾斜、折叠等。
升降功能可以帮助用户在不同高度的场合下使用轮椅，如上下楼梯、进出电梯等。
倾斜功能可以帮助用户在不同角度下使用轮椅，如倾斜座椅可以帮助用户进行换位操作。
折叠功能可以方便用户进行携带和存储。
2关键机构设计2.1升降机构设计升降机构是一种能够将轮椅升降到不同高度的装置，它可以帮助行动不便的人士更加方便地进出建筑物、车辆等场所。
设计时需要考虑到多种因素，以确保其功能完备、结构稳定、安全可靠。
（1）功能需求：具备升降、旋转、倾斜等多种功能，以适应不同场合的需求。
例如，在进入车辆时，需要将轮椅升降到车门高度，并旋转90度，以方便进入车内；（2）结构设计：电动轮椅升降机构的结构需要紧凑、稳定、安全。
在设计时需要考虑到轮椅的重量、尺寸、稳定性等因素，以确保升降机构能够承受重量并保持平稳；（3）控制系统：需要配备智能控制系统，以实现升降、旋转、倾斜等功能。
辅助站立轮椅毕业设计
辅助站立轮椅毕业设计辅助站立轮椅毕业设计近年来，随着人们对残疾人士需求的关注度不断提高，辅助设备的研发也得到了越来越多的关注。
其中，辅助站立轮椅作为一种能够提供站立功能的轮椅设备，被广泛应用于康复医学领域。
本文将探讨辅助站立轮椅的设计原理、功能特点以及未来发展方向。
辅助站立轮椅是一种能够帮助残疾人士实现站立姿势的设备。
它通过机械结构和电动系统的结合，使得使用者可以通过简单的操作，实现从坐姿到站立姿势的转换。
这种设计不仅可以帮助残疾人士改善血液循环、促进骨骼生长发育，还能提高他们的自理能力和生活质量。
辅助站立轮椅的设计原理主要包括机械结构和电动系统两个方面。
机械结构部分通过精确的设计和制造，确保轮椅的稳定性和安全性。
同时，还需要考虑使用者的身体特点，如身高、体重、肢体活动能力等，以便为他们提供最佳的站立体验。
电动系统部分则是通过电机和控制器的配合，实现轮椅的升降和倾斜功能。
这种设计不仅可以减轻使用者的操作负担，还可以提高轮椅的灵活性和适应性。
辅助站立轮椅的功能特点主要包括站立、移动和调节三个方面。
首先，它可以帮助使用者实现从坐姿到站立姿势的转换，从而改善他们的血液循环和肌肉力量。
其次，它还可以通过电动系统的支持，实现轮椅的移动功能，使得使用者可以自主地进行室内外活动。
最后，它还可以通过调节机械结构和电动系统，实现轮椅的高度和角度的调节，以适应不同场景和使用者的需求。
未来，辅助站立轮椅的发展方向主要包括智能化和个性化两个方面。
智能化方面，可以通过引入传感器和人工智能技术，实现对使用者的身体状况和环境的实时监测和分析，从而提供更加精准的辅助功能。
个性化方面，则需要考虑使用者的个体差异和需求差异，通过定制化的设计和制造，为每个人提供最适合的辅助站立轮椅。
总之，辅助站立轮椅作为一种能够提供站立功能的轮椅设备，对改善残疾人士的生活质量和康复效果具有重要意义。
通过合理的设计原理和功能特点的实现，可以为使用者提供更加舒适和便捷的站立体验。
摆杆驱动轮椅车的运动学与动力学建模
摆杆驱动轮椅车的运动学与动力学建模摆杆驱动轮椅车是一种创新的移动辅助设备，它通过滑动臂和摆杆机构实现前后移动，并通过独特的驱动系统使轮椅车可以完成转弯操作。
对于设计和控制轮椅车来说，了解其运动学和动力学是至关重要的。
一、运动学建模运动学建模旨在描述轮椅车的运动与位置变化。
首先，我们需要定义一些关键参数和坐标系：1. 坐标系：我们可以选择一个固定坐标系作为参考，通常选择地面坐标系。
比如，我们可以将轮椅车的中心位置标记为(x, y)，车头方向为θ，以及摆杆的角度为α。
2. 参数：我们需要定义一些参数，如摆杆的长度L和滑动臂的长度D。
这些参数将直接影响轮椅车的运动。
在给定坐标系和参数后，可以分析轮椅车的运动学模型。
摆杆驱动轮椅车的运动是由滑动臂和摆杆机构共同驱动的。
滑动臂的前后移动改变了车辆的位置，而摆杆的旋转则使车辆能够完成转弯。
对于滑动臂的运动学建模，可以使用简单的直线运动模型。
假设滑动臂的速度为v，滑动臂的运动可以用以下方程表示：dx/dt = v*cos(θ)dy/dt = v*sin(θ)这些方程可以用于描述轮椅车在地面坐标系中的位置变化。
通过控制滑动臂速度v和车头方向θ，我们可以控制轮椅车的直线行驶。
对于摆杆的运动学建模，我们可以使用简单的旋转运动模型。
假设摆杆的角速度为ω，则摆杆的运动可以通过以下方程描述：dθ/dt = ω这个方程可以用于描述轮椅车的转弯运动。
通过控制摆杆的角速度ω，我们可以控制轮椅车的转向角度。
二、动力学建模动力学建模旨在描述轮椅车的运动过程中受到的力和力矩。
它是设计轮椅车控制系统的基础。
在动力学建模中，我们考虑一些关键力和力矩。
例如，滑动臂对轮椅车的推力和摆杆对车辆的扭矩。
对于滑动臂的动力学建模，我们可以考虑推力的大小和方向。
这个推力可以根据控制输入和车辆的物理特性进行计算。
通过控制滑动臂的推力，我们可以加速、减速或保持轮椅车的匀速运动。
对于摆杆的动力学建模，我们可以考虑扭矩的大小和方向。
辅助站立座椅的新结构及控制系统设计
5.1 引言.........................................................................................................................18 5.2 运动机构的动力学分析 ..........................................................................................19 5.3 本章小结 .................................................................................................................38
Based on the mechanical system dynamics analysis software ADAMS on assistive chair putt and the front seat plate kinematics and dynamics analysis and optimization. Based on the AT89C51MCU to control the seat, electric putter and DC motor control, the seat position adjustment. Use of 3D modeling software SOLIDWORKS to seat modeling and interference checking.
关键词：辅助站立座椅，单片机，ADAMS，连杆机构
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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
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
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：/Periodical_jxsj200903014.aspx
下载时间：2011年2月15日。