轮式爬楼梯轮椅设计
行星轮爬楼梯轮椅设计(机械CAD图纸)
轮椅是老年人和残疾人生活中非常重要的工具。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。国内外发明了多种星
型轮式爬楼梯轮椅，美国发明家发明的一种能自动调节重心的两轮组式轮椅-IBOT，
这个轮椅不仅是目前该领域中性能最高的产品，也是今后轮椅发展的方向。通过借
鉴IBOT 4000的爬楼梯方式的研究，本文在普通轮椅的基础上安装了电机，使轮椅
4.3轴承的校核.......................................................................................................36
4.4本章小结...........................................................................................................38
7.1市场前景分析...................................................................................................51
7.2技术经济效益分析...........................................................................................51
1.2研究意义..............................................................................................................2
新型多功能助老旋转爬楼轮椅设计
Value Engineering0引言随着中国经济快速的发展，所有中国公民生活质量也逐渐提高，中国老年化现状是老年化越来越严重，而这些老年人的子女都在忙碌自己事业很少陪伴在自己父母的身边，可想而知，当人到达一定年龄的时候不管在生活方面还是在行走方面都会带来一定困扰，根据国家2019年老龄化人口报告显示：其中孤寡老人占非常大的比重，所以我们设计一种能方便孤寡老人智能轮椅，目的是让所有独自生活的老人能照顾好自己，减少子女对他们的担心。
1市场分析由于老年人和残疾人数量明显增加给经济，社会的发展带来了巨大的影响，医疗、护理、社会服务等方面需求压力越来越大，从而推进了助老助残机械的发展。
在爬楼梯轮椅的研究方面，国外开始的比较早。
近几十年来国外的高校以及相关的科研机构提出了许多不同爬楼梯轮椅的方案，目前部分方案已经实现了产品化，在生活中得到了应用，相比而言，国内对于爬楼梯轮椅的研究基础比较落后、起步晚，随着近些年来国内高校和企业的深入研究，虽然已经有了一定的成果，但是在技术上还是不成熟，没能实现爬梯轮椅的产品化，现阶段能够看到的爬楼梯轮椅产品几乎都是从国外进口的状况。
针对国内外现有较成熟的爬楼梯轮椅的原理，我们可以把它们分为：腿足式爬校惊轮椅、行星轮式爬棱梯轮椅、履带式爬楼梯轮椅、复合式爬楼梯轮椅以及其它爬楼梯装置，以上各种爬楼梯轮椅在实现爬楼梯方面都有各自的优势，但同时也有相应的局限。
2设计方案2.1工作原理该轮椅主要具备座位旋转与爬楼功能。
正常运行时，保持如图1姿态，三角轮后驱，转向轮前驱。
当遇到楼梯的，启动座椅旋转按钮，座椅旋转180°，此时三角轮变为前驱，开始攀爬台阶，爬楼梯台阶过程中，三个轮子交替攀爬，若攀爬过程中动力不足，三角轮启动制动装置，停止攀爬，保证老人安全。
此外增加紧急救助功能，当老人遇到紧急情况，可以通过手动折叠转换为可推动担架姿态，方便医护人员操作。
2.2机械系统设计2.2.1三角轮机械结构设计三角轮轮毂平面图如图1所示，当轮椅攀爬台阶或者平地行走时，由电机提供动力通过锥齿轮把动力传送到传送杆，然后传送杆带动中心齿轮1，中心齿轮1再带动齿轮2、3、4实现三角轮的运转。
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AbstractWheelchairs 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目录1 绪论 (1)1．1 研究目的 (1)1．2 国内外发展现状 (1)2 方案选择 (2)2．1 常见方案 (2)2.1.1 轮组式 (2)2.1.2 履带式 (2)2.1.3 腿式 (3)2.1.4复合式 (3)2．2 方案分析 (4)2.2.1 目前研究中所存在的问题 (4)2.2.2 方案选择 (4)2.3 具体方案 (5)2.3.1 总体方案 (5)2.3.2 结构分析 (5)2.3.3转向机构 (6)2.3.4 越障功能 (6)2.3.5 移动方式 (8)3 结构设计 (9)3.1 主要参数设计 (9)3.2 电机选择 (9)3.2.1 选择电动机的类型和结构形式 (9)3.2.2 行走机构电机选择计算 (12)3.2.3 行走机构电机功率的计算 (12)3.3 驱动轮系统设计 (12)3.3.1 总体结构 (12)3.3.2 驱动轮的结构设计 (12)3.3.3套筒(轮轴)的结构设计 (13)3.4 轴设计与校核 (14)3.4.1 总体设计 (14)3.4.2 轴的结构设计 (14)3.4.3 轴的校核 (14)3.5 V带设计 (15)3.5.1确定计算功率 (15)3.5.2 选择V带类型 (15)3.5.3确定带轮的基准直径并验算带速 (15)3.5.4验算带速v (15)3.5.5确定V带的中心距a和基准长度 (15)3.5.6验算小带轮上的包角 (16)3.5.7 计算带的根数 (16)3.5.8 计算单根V带的初拉力的最小值 (16)3.5.9 计算压轴力 (17)3.5.10 带轮的结构设计 (17)3.6 车轮半径尺寸研究 (17)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)1 绪论1．1 研究目的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。
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，此过程是可以实现的（下方几个运动简图中，从固定杆开始顺时针方向，各杆长度依次为180mm、400mm、380mm、230mm）。
此时后轮轴到行星轮与阶梯面接触点的距离为：⨯︒︒+︒⨯230=+⨯+210sin3042sin1013573380cos后轮杆到后轮与阶梯面的距离即大轮的半径为280mm，二者相差293约为两个台阶之高。
一种星轮式爬楼梯电动轮椅设计
一种星轮式爬楼梯电动轮椅设计王占礼;孟祥雨;陈延伟【摘要】A three star wheels stairs-climbing electric wheelchair is designed.One of the star wheels is wheel motor.The three star wheels stairs-climbing device climbs up the obstacles,with the wheel motor driving on the ground, which realizes the organic combination of climb building and the electric wheelchair function.The Star wheel stair-climbing device is the key to it.The stair-climbing device and its walking mechanisms was designed by in梔epth study, with fully consideration of the requirements of structure,size and climb power,and security of the stair-climbing device.The results of analysis of performance of wheel chair show that stair-climbing wheel chair reaches the design requirements and has the advantages of safety, stability,simple operation and easy control.%设计了一款三星轮式爬楼梯电动轮椅,其中一个星轮为轮毂电机.采用三星轮机构实现爬楼越障,采用轮毂电机驱动轮椅平地行驶,实现了爬楼功能和电动轮椅功能的有机结合.爬升装置是爬楼梯轮椅的关键,在深入研究爬楼梯轮椅工作机理基础上,充分考虑爬楼梯轮椅爬升装置的结构和尺寸以及爬升功率、安全性等要求,在对爬升装置设计的同时还对轮椅行走环节进行了设计.经过性能分析,设计的爬楼梯轮椅达到了功能要求,并具有乘坐安全、爬楼梯稳定、控制容易以及操作简单等特点.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】3页(P56-58)【关键词】星轮式;爬楼梯轮椅;爬升装置【作者】王占礼;孟祥雨;陈延伟【作者单位】长春工业大学机电工程学院,长春130012;长春工业大学机电工程学院,长春130012;空军航空大学航空机械工程系,长春130022;长春工业大学机电工程学院,长春130012【正文语种】中文【中图分类】TH12;TP242.61 引言随着21 世纪的到来我国现已进入老龄化社会，现在我国的老年人口已达到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[1]。
星轮式电动爬楼轮椅的结构设计与稳定性分析
DOI:10.3969/j.issn.2095-509X.2021.02.006星轮式电动爬楼轮椅的结构设计与稳定性分析王 涛,申 燚,陈一鸣,文俊伟,袁明新(江苏科技大学机电与动力工程学院,江苏张家港 215600)摘要:为了解决老人以及下肢残疾患者爬楼困难的问题,设计了一种星轮式电动爬楼轮椅。
首先,采用可升降三星轮翻转机构实现轮椅爬楼功能,机构的升降实现了轮椅平地驱动与爬楼的切换,轮椅通过座椅调平机构可增加爬楼时轮椅的稳定性;然后,对轮椅爬楼过程进行力学分析,验证了轮椅爬楼时不会出现打滑现象;最后,结合能量法对轮椅爬楼时的前后向稳定性进行分析。
数值分析表明,轮椅具有充足驱动力用以爬楼,能够在爬楼时不发生倾翻,具有乘坐安全和爬楼稳定的优点。
关键词:爬楼轮椅;三星轮;结构设计;力学分析;稳定性分析中图分类号:TH113 文献标识码:A 文章编号:2095-509X (2021)02-0025-05 随着我国经济的不断发展,高层建筑数量快速增加,老人以及残疾患者爬楼愈发不便。
我国目前已进入老龄化社会,截至2017年底,中国60岁及以上老年人口已超过2.41亿,到2050年预计将达到4.87亿[1]。
因此,爬楼轮椅成为助老助残热点产品之一。
王占礼等[2]通过单轮毂电机驱动三星轮组进行爬楼翻转,爬楼机构结构紧凑,动作灵活,但动力有所欠缺,且对翻转过程中的平衡性考虑较少;李育文等[3]设计了履带式爬楼轮椅,虽稳定性及其对各种路况的适应能力有所提高,但也加剧了楼梯的磨损;Quaglia 等[4]将三星轮与履带相结合,实现自动爬楼,但履带造成楼梯磨损的不足仍存在;周秋雨等[5]通过在驱动轮上安装杆件翻转实现轮椅爬楼,但杆件前端橡胶套与台阶接触面积小,受力集中,易损坏。
针对已有设计的不足,本文设计了基于三星轮翻转机构的爬楼轮椅,轮椅可分平地和爬楼两种工况进行结构自适应调整,前后两组星轮翻转机构以及座椅调平机构可保证轮椅的动力和稳定性。
爬楼轮椅总体方案设计
N1cosα-F1sinα+Ff2-F2+Ff3= 0(1)
N1sinα+F1cosα+N2+N3-G = 0(2)
D/2(F1+F2-Ff2-Ff3)+G（L1+b/2）-N2b-N3（L+b/2）= 0 (3)
Ffi= f·Ni (i= 2,3,4)(4)
式中:f———滚动摩擦因数。假设分析的路面为硬路面,则f= 0,Ffi= 0(i= 2,3)。行星轮在越障碍时,轮1和轮2是同一个电机驱动的,可以设转矩是平均分配的。在行星轮和地面之间附着力达到最大时,有最高越障能力,且轮1和轮2与地面之间的附着系数相同,则有:
2.3.2变形履带式
变形履带机构由上方固定有座椅的车架和在车架两侧对称布置的单节变形履带机构组成。在变形履带机构中，一组前摆臂和一组后摆臂分别可以同步驱动用来同时控制机器人履带的形状和张紧力。两组摆臂的末端分别安装有行星轮，其中两个后摆臂行星轮分别可以独立驱动用来控制机器人的行走与转向。在机器人机构中还设置有一些诱导轮、压带轮以及承重轮，用来对履带进行支撑。
h = [φ 2/(φ^2+ 1)]D(8)
式(8)即为单组行星轮可以爬过的最高障碍高度。由式(8)可知,单组行星轮可以爬过的最大障碍高度只和地面附着系数和行星轮的轮直径有关,而与重力等其他参数无关。
2.2.2曲柄星轮式
曲柄星轮优点在于爬升动作简单,控制容易;结构小巧,制造成本较低;爬升效率较高;对于各种尺寸的楼梯有较强的适应能力,可以适应一定范围内任意尺寸的楼梯;爬升过程中重心变化小,运行平稳。爬楼梯轮椅的爬升机构由两套曲柄星轮及链传动构成,其工作原理如图1所示。
两套曲柄星轮通过链条进行动力传动,通过曲柄星轮的交替运动来完成爬升动作。以上工作原理的具体实施方式如图2所示。
机械毕业设计(论文)开题报告-爬楼梯的自行轮椅车设计
资料毕业设计（论文）开题报告题目爬楼梯的自行轮椅车设计专班学业级生名称机械设计制造及其自动化学号姓名指导教师填表日期2012 年 3 月14 日一、选题的依据及意义：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。
目前的轮椅、电动轮椅能在坡度小于 12度平坦的路面上行驶，但遇到楼梯台阶、沟槽、坎就无法跨越。
当然随着我国城市化进程的不断加快，各类无障碍设施不断出现，以及重要的公共场合都会有特殊通道以供他们使用，这是时代的潮流，是社会进步的标志，更是人类文明不断发展的结果。
但由于我国无障碍设施建设的滞后，很多地方都还没有无障碍设施，使他们的日常出行与生活造成相当大的不便，鉴于楼梯、台阶是最常见的障碍，研究爬楼梯的轮椅车能给由于生理机能变化的老年人，先天或意外致残等行动不方便人士提供一种能方便自我、操作方便、使用安全的、能将代步、跨越沟、坎、台阶与楼层（楼梯）融为一体的工具。
解决他们在康复前的生活、学习、工作、交流等实际困难，减少他们由于自身身体缺陷而造成的不便。
二、国内外研究概况及发展趋势：1 爬楼梯轮椅车的国内外现状国外对爬楼梯的轮椅车产品较多如是德国 PER F EKTA公司的产品。
其为履带式传动，采用12V-15Ah的蓄电池、12V/170W的直流电机，自重42kg，，可爬楼梯的最大坡度为35度。
这种轮椅车除了可以单独使用外，还可以作为普通轮椅的搬运工具，直接把轮椅放在上面上下楼梯，因此作为车站、机场等处移动轮椅乘客的专用工具比较方便。
而且，熟练操纵者能够自行乘坐轮椅上下楼梯。
在平地能自由移动，也可折迭存放。
这种轮椅的形式，采用的是履带式，是利用履带的附着力好，容易爬坡的优点设计的。
但是，由于履带与楼梯的接触时，只是与楼梯的前棱接触，又由于人们对美学的要求好多楼梯的前棱作成了弧形，即使是传统的楼梯，如果经过多年的磨损，前棱也会被磨秃，这样一来，对于这种轮椅就很容易打滑，而且极不安全。
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轮式爬楼梯轮椅设计一、本课题的研究目的和意义：高龄人群以及下肢残障者的最大障碍是步行能力的减弱甚至缺失，他们不仅丧失行动力，更需要有劳动能力的人来加以护理。
目前，大多数老体弱者及肌体伤残者都选择轮椅作为他们的代步工具，而且使用范围越来越广。
轮椅也由手动轮椅、电动轮椅趋向智能轮椅的方向发展，但由于他们一般采用传统的轮式结构，一般仅适合在平地上使用，很少具备爬楼和翻越障碍的能力。
楼梯和路障使轮椅的使用受到了很大的限制，很多场合尤其是室外，比如银行、购物中心门前等或多或少有几级台阶，室内也有很多地方没有电梯，这也给轮椅用户造成很多不便。
当然，国家也花费了大量的人力和财力在某些场所修建了相应的轮椅坡道和其他公用设施以方便残疾人活动。
但由于各种因素的影响，这些措施的作用也非常有限。
为了给老年人和残疾人提供高性能的代步工具，解决楼梯或路障对他们使用轮椅造成的不便，帮助他们提高行动自由度，重新更好的融入社会，并考虑到我国的基本国情，研究一种价格适宜、小巧轻便的轮式爬楼梯轮椅装置具有重大的意义和实用价值。
二、文献综述（国内外研究情况及其发展）：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。
目前，我国已经进入老龄化社会，随着老人的数量不断增加，由于行动不便对轮椅的需求数量增加，普通的轮椅很难适应我国老人上下楼的需要，因为我国大部分楼房建筑是以六层以下建筑为主，该类建筑中没有安装电梯，对于使用轮椅的人来说，上下楼及其不方便，或重心易下滑，单人难上楼，需另建专用车道。
因此迫切需要开发能够简便、轻巧的上下楼轮椅。
在我国，每年约有数十万老人、残疾人等需坐轮椅车行走。
过去旧式轮椅车存在不能自行上、下楼等问题，使病人的活动空间大为缩小。
并使监护人看护病人也很困难。
为了给千百万残疾人一个自由、舒适的空间，再加上该产品有着很大实用性，存在着非常广阔的市场。
于是人们不断进行着艰苦的研究，一代又一代可上楼的轮椅应运而生。
可自上下楼的轮椅能更好的满足残疾病人的生活需求，使其可以自己穿梭于没有助残设施的高楼大厦内。
在我国残疾人的数量是可观的，越来越多的人关注起他们的日常生活和精神生活。
他们渴望能像正常人一样的生活，渴望能够独立完成一些事情，而不用求助于正常人。
这样残疾人才会更有信心的面对生活，不被歧视，不成为别人的负担。
为了满足残疾人的需求，也是为了更好的建设和谐社会，上楼轮椅成为一个不可或缺的工具。
爬楼梯装置的研究已经有了较长的历史，早在19世纪90年代就已经有了此类专利的出现。
特别是美、英、日德等发达国家早就开始向此领域冲击，经过不断努力开发，也出现了一些成果。
由于起步较早，它们在这方面的技术也相对成熟，已经推出多种此类产品。
但现存产品都还存在各种瑕疵，还没有一种能做到尽善尽美。
我国对此类装置的研究起步较晚，在近几年也有一些成果产生，但距离形成成熟产品还有很长的路要走。
目前已经存在的爬楼梯装置也是各种各样，可以按照爬楼方式分为履带式、星轮式、腿足式以及复合式爬楼梯装置。
各种装置都有自己的优点，但也都存在一定不足。
（1）履带式履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。
如英国Baronmead公司开发的一种电动轮椅车，底部是履带式的传动结构，可爬楼梯的最大坡度为35度，上下楼梯速度为每分钟15~20个台阶，如图1所示。
法国Topchair公司生产的电动爬楼梯轮椅，它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用，当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无需旁人辅助便能自动完成爬楼等功能，如图2所示。
日本长崎大学更在普通单履带轮椅的基础上，研究了一种代号为“Sakadankun”的双履带式的爬楼梯装置，即左右两侧各有两组履带相互连接在一起，解决了在水平状态与楼梯倾角切换时，座椅倾角过大而影响使用安全的问题。
图1 Baronmead公司(英国)图2 Topchair公司(法国)履带式结构传动效率比较高，行走时重心波动很小，运动非常平稳，且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使用。
它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。
但是这类装置仍存在很多不足之处：如重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。
（2）星轮式星轮式爬楼梯轮椅的特点是：每个星轮以及星轮架可以绕星轮架主轴公转，同时每个星轮也可以绕自身星轮轴自转。
在爬楼时，各星轮自身锁死不转，连同星轮架一起绕星轮架主轴公转，来完成爬楼动作。
在平地行驶时，星轮架相对主轴锁死不转，每个星轮可以绕自身星轮轴自由旋转，这时通过接地星轮的旋转来实现平地行驶功能。
同为星轮式爬楼梯轮椅，有根据两个、三个、多个星轮…不同的星轮个数分为两星轮式、三星轮式、四星轮式等形式。
另外星轮式还有另一种分类方式：因为有一对星轮架、两对星轮架，星轮架(即轮组)个数不同分为单组星轮式和双组星轮式两种形式。
行星轮个数不同对于爬楼梯轮椅的性能是有影响的，行星轮个数越多爬楼梯轮椅在爬楼过程中运动也越稳定，重心波动也越小。
但与此同时带来的缺点是星轮装置的体积会变大质量也会更重。
单组星轮式和双组星轮式也是具有双组星轮式稳定性好，重心波动小的优点;缺点也是双组星轮式体积大质量大。
并且单组星轮式结构稳定性不是很好，在爬楼过程中需要有人辅助。
而双组星轮式则可以自主完成爬楼梯功能。
几种星轮式爬楼梯轮椅的具体形式如图3所示。
图3 星轮式爬楼梯轮椅国内外提出了多种星轮式爬楼梯轮椅的方案并且涌现出多项关于星轮式爬楼梯轮椅的专利。
但能够形成产品推广使用的还为数不多。
其中做的最好的就数美国Independence公司发明研制的IBOT爬楼梯轮椅，它能自行完成爬楼梯动作，是单组星轮式爬楼梯轮椅中的一个代表，其具体形式如图4所示。
IBOT几乎能适用于所有室内外楼梯，此外它也能在斜坡、沙滩和崎妪的路面上行驶，并且后面轮组可以直立行走，能帮助使用者达到正常人的高度，为他们提供了更多方便。
它具有结构紧凑，运动灵活，操作容易等特点，其中最大的优点就是安装了内置陀螺仪系统，陀螺仪通过高速度转动原理来确定重心位置，并将中心位置信号反馈给控制系统，控制系统根据接到的信号控制轮椅平衡。
经过多年的努力研发，经过对IBOT3000的产品进一步改进，已经成功发展到了IBOT4000，性能也越来越好，但3万美元左右售价，也让大多数人望而却步。
图4 IBOT3000（3）腿足式腿足式爬楼轮椅的主要特点是爬楼动作是一个由腿足完成的不连续过程。
早期的爬楼梯装置多数都采用这种不连续方式。
18世纪90年代Bray发明制造的爬楼梯轮椅采用的方式就是不连续方式。
在爬楼过程中，两套支撑装置中的一套作为支撑，另一套爬升，运动轨迹为上升、平移、着陆，类似人的两条腿一样爬楼。
腿足式爬楼梯装置实际上就是模仿人类爬楼的动作。
腿足式爬楼轮椅的研究日本的技术比较成熟，经过数十年研究，出了很多专利甚至产品。
在日本的丰田公司，“iFoot”和“iUnit”可以让轮椅使用者能够像正常人一样随心所欲地到处运动。
“iFoot”外观犹如一个长着机器腿的大椅子，或者说是一个从日本卡通片中逃出来的机器人，如图5所示，它能够像人一样两条腿走路。
如果你觉得太慢，那么还有“iUnit”可供选择，这种设计有四个轮子，使用者坐在距离地面较低的轮椅里面。
但是这种装置还处在概念阶段，没有到可以上市的程度。
另一个正在研制中的轮椅和“iFoot”比较像，尽管外观上不像“iFoot”那样漂亮，但它更实用。
这是日本研发的又一腿足式爬楼装置，名字叫“WL-16Rir”。
也是有两条腿的椅子，座椅底安装了陀螺仪系统，每条腿上也都装有压力传感器，通过信息釆集以及陀螺仪联合控制处理来保持平衡，可以上下楼梯，并且可以调高或者调低，可为老年人和残疾人提供新的行动能力。
不过，这种轮椅目前也没能上市。
图5 丰田公司生产的腿形间歇型爬楼行走设备ifoot（4）复合式鉴于履带式、星轮式、腿足式等装置的优缺点，在研究过程中，产生了一些其它的爬升装置。
例如由英国的Stairmatic，它是此类型爬楼梯轮椅的一个典型例子，如图6所示，它不仅理论成熟并且已经通过了实际应用试验。
但是，仅能上下楼梯，对平地自主适应性差，使其距完美还有一定距离。
另外约8万余元人民币的价格也让多数人难以承受。
轮腿复合可以说是复合式中常用的结构了，设计主要是依靠腿式机构来完成爬楼、越障，轮式机构来实现平地行走功能。
其中NASA的Sojourer Robot，EPFL的Shrimp Robot是具有代表性的，如图7所示，Shrimp Robot摆臂在一定范围可上下摆动，能够辅助跨越障碍、攀爬楼梯，具有非常好的越障、攀爬性能、平地行驶和上下楼梯能力。
但是复合式的复杂机构与结构，致使设计、控制、分析等工作都非常复杂。
而且随着结构的复杂程度提高就增大了故障率，降低了设备的可靠性，这样也会使安全性不能得到保障。
除了以上问题，还需要面对适应不同尺寸的楼梯，爬升过程中反向自锁等问题，总之复合式爬楼梯轮椅虽说有着自身的优点，但是还有很多问题需要解决，距离完美还是有很长的路需要探索。
Stairmatic图6 英国的综上所述，国内外在爬楼梯装置方面的研究已经有较长的历史，成果也较多，诞生了很多的专利以及产品，但是它们或者结构复杂、或者造价昂贵，总是存在这样或那样的缺陷。
为了更好地解决老年人、残疾人活动问题,提出一种整体结构紧凑、质量适中、安全性好、操作方便、价格适宜的爬楼梯轮椅方案是十分必要的。
此外，考虑到轮椅的主要作用是平地行驶，故在做好爬升装置的前提下更应将平地行驶功能做到最好。
可以看出，虽然爬楼梯装置的研究已经有了一定的成果，但距离完美的产品的诞生还是有很长一段路需要走的。
毕业设计（论文）任务书本科2009 级机械系（部）机械工程及自动化专业班设计（论文）题目轮式爬楼梯轮椅设计学生姓名学号起讫日期2012年12月31日~2013年5月31日设计地点指导教师职称讲师2012 年12 月31 日1.毕业设计（论文）的目的：毕业设计是工科院校的最后一个重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次综合训练，这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有重要意义。
2.毕业设计（论文）任务的内容和要求：内容：要求根据目前收集的参考文献获得的爬楼梯装置的研究现状，分析已产生的各种典型机构的优缺点，在充分考虑结构、造价、安全性等重要因素的基础上，拟研究设计一种轮式爬楼梯轮椅。