助站轮椅控制系统设计

毕业设计说明书(论文)

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目次

1 绪论 (1)

1.1课题的来源、目的、意义 (1)

1.1.1 课题来源 (1)

1.1.2 课题目的 (1)

1.1.3 课题意义 (2)

1.2国内外基本情况 (2)

1.2.1 国外辅助站立座椅领域发展: (2)

1.2.2 国内辅助站立座椅领域发展 (3)

1.2.3 国内外站立辅助机械的产品介绍 (4)

1.3本文主要研究内容 (5)

1.3.1 课题预计达到的目标 (5)

1.3.2 研究方案 (6)

1.3.3 研究过程 (6)

1.3.4 完成课题的主要措施 (7)

1.4本章小结 (7)

2 座椅结构的整体方案 (8)

2.1护理要求 (8)

2.1.1 辅助站立座椅的工作环境 (8)

2.1.2 辅助站立座椅的位姿和控制要求 (8)

2.2辅助站立座椅的总体方案 (8)

2.3人性化方案对比 (8)

2.5构想的成型 (9)

2.6辅助站立座椅的组成 (9)

2.7本章小结 (9)

3 座椅的结构设计 (10)

3.1引言 (10)

3.2辅助站立座椅的机构介绍 (10)

3.3初步确定机构中个杆件的尺寸 (11)

3.4辅助站立轮椅的三维建模与干涉检验 (11)

3.4.1 建模的干涉检验 (12)

3.4.2 碰撞检查 (12)

3.5本章小结 (13)

4 座椅部分零件的校核 (14)

4.1引言 (14)

4.2力学计算 (14)

4.2.1 底部支撑管件 (14)

4.2.2 侧面支架管件 (15)

4.2.3 脚踏板连杆校核 (16)

4.3本章小结 (17)

5 座椅推杆的动力分析及前座板的运动分析 (18)

5.1引言 (18)

5.2运动机构的动力学分析 (18)

5.2.1 抬升机构在ADAMS中的建模 (20)

5.3本章小结 (47)

6 辅助站立轮椅控制系统设计 (49)

6.1引言 (49)

6.2控制系统方案 (49)

6.3控制系统逻辑 (49)

6.4控制系统硬件设计 (49)

6.4.1 系统主电路设计 (49)

6.4.2 AT89C51单片机介绍 (50)

6.4.3 BTS7960驱动芯片介绍 (52)

6.4.4 引脚结构 (53)

6.5按键电路互锁 (54)

6.6本章小结 (55)

结论 (55)

致谢 (56)

参考文献 (57)

脑控智能轮椅控制系统

脑控智能轮椅控制系统 摘要:为身体高度瘫痪的残疾人士能够自由移动,提出了一种基于脑机接口实验平台BCI2000的自发想象控制轮椅的新方法。该控制系统主要由Emotiv脑电采集装置、一台笔记本电脑、一个单片机控制器组成,对采集的信号进行时频特征分析,并利用改进的感知器算法对信号进行分类。利用提示被试者想象左右手运动的脑电信号特征,实现对轮椅的左转和右转的控制,对今后进一步研究轮椅的精确控制系统具有重要的指导意义。 关键词: Emotiv;BCI2000;脑控;智能轮椅 脑-机接口BCI(Brain-Computer Interface)是一种利用脑部神经发出的信息与计算机或其他外部设备通信的系统[1]。基于头皮的脑电信号可以反映大脑的不同状态,且记录简单、无创,能够实时地进行信号的提取和分类,在目前脑-机接口研究中是最多的[2]。 传统的轮椅人机交互由声音、摇杆和按键等实现。然而对于高位瘫痪不具备语言能力的人来说,通过BCI这种技术可以很好地帮助他们实现意念控制外部设备的愿望。目前随着BCI 技术的发展,实现大脑控制外部设备变得越来越有可能。在国外,Farwell等人就利用脑电信号中的P300开发了虚拟打字机,可以实现意念控制文字的输入[3]。同时,在现有脑电控制的智能轮椅系统中,可以利用闭眼放松的脑电信号的Alpa波和左右手运动想象脑电信号的Beta波来实现对轮椅的控制[4]。而脑电信号很微弱且易受外部环境的干扰[5],其处理的算法也非常复杂。对于利用脑电信号进行控制的系统,处理脑电的步骤一般包括信号的滤波、特征提取、信号分类和转换。脑电特征提取方法主要有小波(包)分析、功率谱法和共空间模型等。而脑电信号的分类方法中最主要的包括线性判别法、支持向量机法和人工神经网络等[6]。 由于脑机接口的研究很复杂,许多处理算法也只是处于离线的理论研究阶段,实际操作的可靠性也有待提高。本文主要研究了脑电数据的离线处理方法,运用AR模型估计方法验证了想象数据的可分离性,然后使用感知器算法对信号的特征进行分类,并基于BCI2000平台将其转换为控制信号,达到了控制外部轮椅设备的目的。该操作平台的优点是:不利用人体的肢体动作就可以实现对轮椅运动方向的控制,成本较低,为行动有障碍的残疾人士提供了一个自由的控制平台,对今后进一步实现轮椅的集成控制有重要意义。 1 BCI2000试验平台 BCI2000是一种能描述任意BCI系统的模型,该模型由4个相互联系的功能模块构成:数据获取模块(数据的采集和存储)、信号处理模块、用户应用程序模块、操作员模块,。这4个模块各自分离,并通过TCP/IP协议进行相互通信[7]。 在BCI2000系统运行过程中,每次数据获取模块获得一组脑电数据后,就发送给信号处理模块,在此对脑电数据进行信号的特征提取和模式分类,并将分类的结果转化为控制命令发送给用户应用模块。每个模块各自实现自己的功能,它们之间的通信协议不受信号的通道数和采样率、信号处理的复杂度和所需要控制的外部设备等因素的限制[7]。 2 脑电信号分析 2.1 特征分析 在想象运动中Mu节律的能量高低及分布可用于对数据进行分类,并且可以通过训练用户控制Mu节律的能量高低和分布状况来实现对外部设备的控制[8]。本设计利用Mu节律的能量幅值变化来研究人脑下达不同运动意识指令时EEG的表现特征,并且将时域特征与频域特征结合作为时频特征。实验中,利用刺激界面使被试者进行左右手运动的想象动作,从提示到结束的时间为9 s,同时记录下被试者的脑电数据,将通过电脑采集的脑电数据存储到计算机内。最后利用MATLAB进行数据分析,提取脑电数据的特征向量。

轮椅的使用方法和注意事项

轮椅的使用方法和注意事项 1、端正坐姿使患者坐于轮椅正中部位,背向后靠并抬头,髋关节尽量保持在90°左右。不能自己保持平衡者,应加系安全带固定,以保证患者安全。 2、肌力强化躯干肌力和控制能力的,以保证患者能安全的坐在轮椅中进行各种活动。常选择如桥式运动、燕式平衡、仰卧起坐等。用哑铃、杠铃等强化上肢肌力和耐力的,以保证上肢有足够的支撑力。 3、轮椅转移为了使患者能独立使用轮椅完成各种转移,必须指导患者进行专门的。教会患者独立使用各种转移技术如从床上左右、上下移动、床上坐起再到轮椅、轮椅到床或从轮椅中站起或移至其他椅上等。 遇有1级台阶时,应练习先将轮椅前面的小轮向上跷起,使轮椅向后倾,将小轮先置于台阶上,然后再将大轮子推过台阶。 4、预防压疮对外出乘坐轮椅时间较长的患者,应每隔30分钟进行臀部减压一次,即用双手支撑轮椅的扶手,使臀部悬空并保持15秒钟左右。同时要注意所有骨突部位的压力。 5、安全教育对患者进行安全教育,帮助患者养成制动轮椅手闸的习惯;加强保护。轮椅上适当部位(胸部、髋部)配用保护带,以方便固定患者。

股骨头坏死拐杖的使用方法 患上股骨头坏死要避免负重,避免负重最好的方法就是躺着床上不动只要不站起来就不算负重。但是人必须要动比如上厕所,去外面晒晒太阳等总躺在床上会使人烦躁。所以在活动的时候就要采用双拐来避免负重。股骨头坏死使用拐杖是有讲究的主要看以下三个方面。 一:另外选择拐杖的质量以木制(水曲柳木较好)和金属制(铝合金)的最常用。要选择无裂隙、疤结等质优的拐杖,柄部要有足够的海绵保护。 二:拐杖能有效的减轻下肢负荷,原则上用双拐杖。用上肢和手控制拐杖,适宜的高度是从足底到腋窝的高度,比身高少40厘米,站立时从足小趾前外侧15厘米到腋下2~3横指的高度。 三:扶拐杖行走法有:1、二点步行:右足和左拐,左拐和右足互相交替行走;2、三点步行:两拐和患侧足三点行走,健侧足独立行走;3、四点步行:足和拐杖交替步行。 采用双拐走路能有效避免负重,北京前海股骨头医院专家指出;患上股骨头坏死必要活动同时要经常做功能性的锻炼,以免发生肌肉萎缩加重病情。 声明:文章内容由北京前海医院提供,北京前海医院承诺其提供内容的真实和合法性,新华健康仅转载其内容,不承担由此产生的一切责任。

自动上楼轮椅说明书

目录 1 绪论 (1) 1.1课题的研究背景及意义 (1) 1.2国内外研究现状 (1) 2 自动轮椅总体设计 (4) 2.1概述 (4) 2.2 总体结构设计 (5) 2.3行星轮机构设计 (6) 3动力系统的设计 (9) 3.1动力系统参数设计 (9) 3.2驱动电机参数设计 (9) 3.3电池选择 (11) 4关键零件的设计计算 (12) 4.1配齿计算 (12) 4.2 链传动计算 (16) 参考文献: (19)

1 绪论 1.1课题的研究背景及意义 随着人口的急剧膨胀,我国的人口老龄化也随之加快,给社会及家庭带来的压力也不断增大。在《人口老龄化发展趋势预测研究报告》中全国老龄委最新发布的资料说明了一个问题:我们所处的21世纪将会是人口老龄化的时期。而我国早在20世纪末就已经步入了老龄化时代,相对于其他国家较早,这更应该引起我们的重视。中国不仅是进入老龄化较早的国家,同时也是老年人口最多的国家。在这个占有世界近1/5人口的国度里的问题就不仅仅是自身的问题了,它也会影响到世界老龄化程度以及进程,这个问题应该值得关注。 另外,由于各种生产事故、交通事故、各种灾害等意外事故导致大量残疾人的出现,这也是整个社会一直面临的问题。在残疾人数量统计的相关报告表明:世界以及我国的一次大量增加,据官方不完全统计,汉川地震造成残疾人数超过7000人,青海玉树地震造成残疾的数量也是一个巨大数据。随着现代科学技术的发展人们的寿命在延长的时间变长。另外由于现代高节奏的生活致使汽车的使用率大幅度提高,交通事故随之增加,导致残疾发生的风险也在加大。以上情况都验证了一个观点,就是残疾人口的数量将不断增加。 轮椅是现在大多数年老体弱者及肢体伤残人士使用较为广泛的代步工具。轮椅的发展也随着社会的需求变得多种多样,人类的智慧引领轮椅行业的发展,智能轮椅在越来越高的使用需求中得到了更多的重视,随着科技的飞速发展,将逐步替代手动轮椅和电动而国内城市尤其是在中小城市中以多层公寓式楼房居多,电梯的使用还没有普及到所有的居民住宅,也给轮椅使用者造成诸多不便。由于考虑到使用区域的广泛性,设计一款使用方便、重量适宜、价格合理的电动爬楼梯轮椅可能会大大的改善老年人和残疾人的生活质量,让他们的出行更为方便,楼梯和路障将不再成为他们出行的障碍。 1.2国内外研究现状 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。自此,美、英、日德等发达国家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。

厕所设计说明书

设计说明书 目录 一、项目概况简介 (3) 二、设计原则…………………………… 三、总体构思…………………………… 四、设计详细说明……………………… 五、建筑细部说明……………………… 六、总体景观环境说明………………… 七、植物配置……………………………一、"项目概况简介 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共厕所的规划、设计、建设和管理符合市容环境卫生要求,以利于城市的整洁和城市功能的正常发挥,特制定的本设计。 我们设计的厕所主要放置于综合性公园中,适用于各种人群,厕所的外型是由两个花型的圆相交,中心相交的部分为无顶的休息区,具植物配置,能够让等候休息的人依然感到赏心悦目。透明凹凸蓝色玻璃顶光线自然,节能环保。 二、设计原则 1、整体性: 注重景观规划设计的整体性,总体上简洁明快、局部设计在遵循整体风格统一的基础上求变化。男厕和女厕的布置基本趋于一致却也有变化,男厕的洗手台采用方形的设计,讲求简洁有力,女厕的洗手台和梳妆台为半圆形,讲究柔和曲线。 2、舒适性:

遵循“以人为本”的现代设计理念,残疾人厕所中设置扶手和坐便器,门前不设台阶和障碍,门宽也适用轮椅通过,色块以大块为主且多用柔和色彩,女厕设梳妆台,男厕设大面全身镜,方便梳洗和整理着装、妆容。 3、适用性: 为周边建筑提供相应的适宜环境,适用于综合性公园这样的多样人群集中的地段,建筑柔和,线条优美,色彩明快。 4、空间感: 根据现有的基地形态,以“收放结合”的平面形态配合竖向多层次的景观元素(包括绿化、水体、灯具等),塑造道路环境的多元空间感。 5、美观性: 充分运用景观设计的各类元素,在构图、材料、质感、植物形态及色彩、平面等各个方面相配合,强化屋顶的凹凸玻璃设计,多彩又柔和的墙面贴装布置恰如其分。 三、总体构思 1、形状 厕所外型采用两个外墙花型的双圆柱体相交,相交部分突起,为中空的设计,设置植物和座椅做中庭。 2、功能 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共 2厕所的规划、设计、建设和管理符合市容环境卫生要求,以利于城市的整洁和城市功能的正常发挥,特制定的本设计.本公厕设置在综合性公园当中。 3、布局 厕所布局为左边为男厕,右边为女厕,均设置残疾人厕所,中心高起部分为中庭,其中女厕设有梳妆台

电动轮椅车设计【含全套CAD图纸和WORD说明书】

毕业论文﹙设计﹚任务书 院(系) 机械工程学院专业班级学生姓名 一、毕业论文﹙设计﹚题目电动轮椅车设计 二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2014 年 3 月 5 日起至 2014 年 5 月 28 日止 三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求: 1、设计课题简介 电动轮椅是一种以蓄电池为能源、电子装置控制驱动的动力轮椅车。使用者可通过控制装置自行驱动轮椅车行进。适用于高位截瘫、偏瘫及下肢功能障碍者使用。本课题主要是设计一款含有机械传动减速机构的电动轮椅,使学生充分利用所学知识,初步锻炼产品的总体设计和研究能力。 2、论文要求: 1)通过查阅有关资料,了解产品总体设计的方法和步骤; 2)设计的电动轮椅要方便操作使用; 3)所确立的设计方案应按照产品总体设计方法和步骤进行,确保科学合理; 4)论文应包括对电动轮椅进行安全、强度和力学方面的设计计算数据。 3、工作任务与要求: 1)充分了解电动轮椅的结构特点及构造,了解设计的主要内容,并进行市场调查。 2)搜集各类电动轮椅的资料,包括相关的国家标准及最新成果。 3)设计多个方案,并从选出总体设计方案后对总体设计进行细化。 4)对设计进行校核,确保方案的可行性,绘制总装图和关键零件图。撰写研究设计论文一份。4.工作任务时间安排:

第1-3周:了解产品总体设计的方法和步骤,搜集有关电动轮椅的资料,包括设计的相关国家标准及最新研究成果,撰写毕业设计开题报告一份。 第4-6周:通过市场调查已有的电动轮椅驱动机构结构,设计出相应的总体设计方案。 第7-12周:设计控制方式及电路,绘制总装示意图和关键零件图,撰写毕业论文。 5、设计说明书格式要求: 设计说明书应包括:序言、目录、摘要(中英文)、关键词(中英文)、中图分类号、正文(含设计方案论证、设计及其它说明等)、结束语和参考文献等内容,并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。 指导教师系(教研室) 系(教研室)主任签名批准日期 接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名

多功能轮椅

机械原理与设计课程设计计算说明书 设计题目: 多功能轮椅 姓名: 班级: 学号: 指导教师: 年月日

目录 <一> 设计背景与整体规划设计 (3) 一、设计背景与意义 二、整体设计 <二> 行走机构部件的设计与计算 (5) 一、爬楼梯功能结构设计 1.履带式行走机构设计: 2.行星轮式行走机构 <三> 其他功能机构部件的设计与计算 (10) 一、车体主要部件 二、靠背平躺机构 三、防侧翻机构设计 <四> 传动系统设计与计算 (11) 一、电动机的选择 二、减速装置 <五> 设计总结与心得 (13) <六> 参考文献 (14)

<一> 设计背景与整体规划设计 一、设计背景与意义 轮椅为残疾人和体弱老年人必不可少的行走工具,但由于残疾人和老年人身体相对较弱,且较多无工作能力,经济来源有限。而且当他们不使用轮椅时,又需要轮椅便于包装和移动。因此,要求轮椅:轻便小巧,结构紧凑,功能单一,简单易用,价格低廉。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。据史料记载,最早的轮椅出现在中国的南北朝时期。近现代以来,轮椅发生了很大的改进并且人们逐渐开始把轮椅当做康复运动的工具,人们对残疾人士的关注也随着轮椅的广泛普及而增加。1964年,残障奥运会首次登场。随着竞技的需求,轮椅的设计朝向强调其功能性、舒适性、耐用性与外观酷炫发展。 轮椅的出现,为众多的残疾人士提供了方便、舒适的生活,使他们能更好的生活、工作,使许多的残疾人为社会奉献了强大的力量,同时也引发人们对人生的思考,让社会更加人性化,更加和谐。 因此如何设计和制造一个功能强大、人性化的轮椅成为了当今残疾人士最为关心的问题。现如今的许多轮椅都需要残疾人自己用手推动或他人推动,不方便且费力,并且走在不平坦的路上易颠簸。尤其是爬楼梯的时候,如果楼梯旁没有斜坡,把轮椅抬起将会是极大地麻烦。我们小组做的就是设计一个能上下楼梯并有一些辅助功能的多功能轮椅。 二、整体设计 1、参照标准轮椅尺寸,整体结构尺寸选择如下: 座宽:440mm 背高:380mm 座深:400mm 全高:900mm 全宽:670mm 全长:1000mm 扶手高:220mm

多功能一体化便利轮椅产品说明书

第九届“雄鹰杯”大学生发明创造竞赛 多功能一体化便利轮椅产品说明书 指导老师 曹博 魏家鹏 申报者 吴浩波 合作成员 李存洲 苏春阳 齐特 孙祥峰

一、作品设计 本产品是针对老年人,残疾人、下肢丧失运动能力的人设计的一种能够帮助他们最大程度进行自理的多功能轮椅床,该轮椅床是轮椅和床的组合体。该轮椅床既能作为护理床使用,辅助老年人、残疾人等完成支背、曲腿、左右侧翻的功能,床体中间部分又能够转换成轮椅驶离床体,辅助老年人、残疾人完成日常的自由活动。此外,该轮椅还具备站立的功能,能够在坐姿和站姿之间自由转换,帮助下肢瘫痪的病人实现其站立行走的愿望。 二、产品结构 可倾放式靠背 调速控制杆 自动式端盘 储物筐 十字后轮 稳定前小轮 三、产品各部分工作原理 1,行走装置 轮子表面采用橡胶材料,纹理设计增大摩擦,并首创十字形轮轴,四个轮为一个单元,与楼梯成啮合型运动。 2,动力装置 选用电力驱动作为多功能轮椅床的驱动方式。因此,所有机构的动力源均采用直流电动推杆推动。本多功能轮椅床由护理床和轮椅组合而成。作为护理床使

用时,工作环境在室内,可以使用固定电源。作为轮椅使用时,工作环境随着轮椅的移动变化,轮椅只能使用固定在轮椅上的简易携带电源。所以该轮椅床采用交流与蓄电池相结合的供电方式。轮椅用24v蓄电池,可供轮椅在外自由活动使用。组合成床体之后,主要依靠市电供给能源,同时对蓄电池进行充电。 3,轮椅手动控制开关 1)手扶外侧安有餐桌伸缩开关按钮,可手动控制餐桌或作为其它功用。 2)手扶内侧安有座椅靠背旋转按钮,可手动控制靠背的高度以满足使用者需要。 3)设有调速摇杆,可控制轮椅速度。 四、产品创新点: 此款设备与原有设备相比有以下特点: 创新点一: 可爬楼梯,首创十字形轮轴,四个轮为一个单元,与楼梯成啮合型运动,从而实现楼梯行走。 创新点二: 座椅,靠背部分采用简单的连杆机构,即 可实现水平,倾斜放置,满足使用者的复健需 求,便于日常休息。

星轮行星轮转换式可爬楼轮椅设计说明书

星轮行星轮转换式可爬楼轮椅设计说明书 作品内容简介 针对目前普通轮椅不具备爬楼功能,而国内市场上尚未出现比较成熟、实用的爬楼轮椅这一现状,我们设计了一种实用的星轮行星轮转换式可爬楼轮椅。该轮椅既可以像普通轮椅一样在平地上行走,又可以攀爬楼梯,通过手摇来驱动。我们在行星齿轮结构的基础上加以改进,在中心轴和转臂间设一离合器,离合器分离时,驱动中心齿轮便会带动各行星齿轮旋转,此时为行星轮驱动模式,适用于平地行走;而操纵离合器使其结合时,中心轴和转臂锁死,各行星齿轮将不能自传,驱动中心轴整个行星轮系将整体翻转,主动翻越障碍,此时为星轮驱动模式,适用于爬楼梯。这种新的结构我们称之为星轮行星轮转换式结构(该结构我们已经申请了专利)。在此结构的基础上,我们在万向轮两侧增加了一对起引导和越障作用的导向轮,导向轮与万向轮的巧妙结合增强了万向轮的越障能力。此外我们还准确设计重心位置,并将靠背设计成可调形式,爬楼时可以调节重心位置,保证了爬楼时的安全性和舒适性。 1 研制背景及意义 目前市场上的轮椅存在一个很大的不足: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。很多场合尤其是室外比如银行门前,购物中心门前等都或多或少有几级台阶,而对于室内仍有很多地方没有电梯,对于那些乘坐轮椅的残疾人,他们仍然有很多不便。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它公用设施以方便残疾人活动。但由于受各种因素的影响,这些措施起到的作用仍然非常有限。 解决这一问题的最好方法就是改进残疾人使用的行走设备,也就是说通过改进残疾人轮椅的机械结构,使其能够适应日常生活中所碰到大多数的地形。对于残疾人轮椅车的改进,已有不少人提出各种解决方案:有的使用履带式的辅助爬升设备帮助轮椅上下楼梯,有的采用步进式的结构一步一步往上踏,有的使用精密的陀螺仪控制两轮结构的翻转,立起来上下楼梯,但这些方案都有一些不尽如人意的地方,比如:结构复杂,造价高,使用不便,不能很好的适应平地行驶等,因而都未能得到较广泛的应用。 在总结前人设计经验的基础上,我们在星轮行星轮转换式结构的基础上设计一种新型轮椅,一种简单实用、安全可靠,即能够适应平地行走,又能够上下楼梯的轮椅,希望能够为残疾人带来福音。 2 设计方案 2.1 步进式 受火车的曲柄连杆机构的启发,经过思考,我们想到一种连杆机构,如图1所示,通过驱动三个互成120度的曲柄带动三个踏板交替与楼梯接触前行。在平路的时候和普通的轮椅车是一样的,靠轮子行走,在爬楼梯的时候,驱动轮则切换成上述步进机构,较平稳的沿着楼梯的棱边往上爬,如同爬一个斜坡一样。

Free Walker 多功能概念轮椅设计说明书

上海工程技术大学 设计说明书 Free Walker多功能轮椅设计说明书 学院:材料工程学院 学生姓名:李伟陈伟 指导教师:刘淑梅 设计说明时间:二О一三年8月1日~10月1日共8周

中文摘要 由于我国居民楼中电梯并不普及,无障碍设计水平较低,给老年人士及肢体残疾人士带来了许多不便,为了帮助这类人士的出行,我们设计了这款爬楼梯轮椅。本文设计的电动轮椅通过在轮椅大轮内部增加四杆机构,实现了履带自由收放,使轮椅在平地行走时可像普通轮椅行走,上下楼梯时通过展开四杆机构绷开橡胶履带实现爬楼功能。 此款轮椅行驶速率高,爬楼梯时中心波动缓和,稳定性好,适应性强,能够帮助残疾及老年人士实现自由出行。 关键词:Free Walker,多功能轮椅,履带爬楼梯,UG NX,三维建模 Abstract Because of our residents floor in the elevator is not universal, barrier free design level is low, brings a lot of inconvenience for the elderly and handicapped people, in order to help these people travel, we designed the stair climbing wheelchair. Electric wheelchair designed in this paper by adding four rod mechanism in wheelchair wheel, the track free retraction, the wheelchair when walking on flat ground can be like an ordinary wheelchair walking up and down stairs, through the expansion of four bar mechanism realizing burst rubber track climbing function. This wheelchair driving at high speed, the stairs when center volatility, good stability, strong adaptability, can help the disabled and elderly people to realize the free travel. Keywords: Free Walker, multifunctional wheelchair, crawler stair climbing, UG NX, 3D modeling

【CN109846617A】一种电动轮椅控制系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910283794.X (22)申请日 2019.04.10 (71)申请人 广州思智科技有限公司 地址 510000 广东省广州市天河区天河北 路689号5楼自编11房 (72)发明人 肖怒海 党彦波 黄康军 周玉梅  (74)专利代理机构 北京高沃律师事务所 11569 代理人 程华 (51)Int.Cl. A61G 5/04(2013.01) A61G 5/10(2006.01) (54)发明名称 一种电动轮椅控制系统 (57)摘要 本发明公开了一种电动轮椅控制系统,包 括:轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置;轮椅控 制装置中的第一无线通讯模块与第一主控制模 块连接;遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二 无线通讯模块和第二主控制模块;遥控姿态检测 模块的输出端与第二主控制模块的输入端连接, 用于传输遥控装置的姿态信息;第二主控模块与 第二无线通讯模块连接;轮椅控制装置与遥控装 置通过第一无线通讯模块和第二无线通讯模块 进行数据交互;轮椅控制装置用于将来自于遥控 装置的控制信号发送至驱动装置;驱动装置的输 入端与轮椅控制装置的输出端连接,用于根据控 制信号控制轮椅的运动姿态。本发明提供的电动 轮椅控制系统具有控制方便、 操作简单的特点。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 109846617 A 2019.06.07 C N 109846617 A

权 利 要 求 书1/1页CN 109846617 A 1.一种电动轮椅控制系统,其特征在于,包括:轮椅控制装置、遥控装置和驱动装置; 所述轮椅控制装置包括第一主控制模块和第一无线通讯模块;所述第一无线通讯模块与所述第一主控制模块连接; 所述遥控装置包括遥控姿态检测模块、第二无线通讯模块和第二主控制模块;所述遥控姿态检测模块用于检测遥控装置的姿态信息;所述遥控姿态检测模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接;所述第二主控模块与第二无线通讯模块连接; 所述轮椅控制装置与所述遥控装置通过所述第一无线通讯模块和第二无线通讯模块进行数据交互;所述轮椅控制装置用于将来自于所述遥控装置的控制信号发送至所述驱动装置; 所述驱动装置的输入端与所述轮椅控制装置的输出端连接;所述驱动装置用于根据所述控制信号控制轮椅的运动姿态。 2.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述遥控装置的姿态信息包括绕遥控装置X轴旋转的俯仰角,绕遥控装置Y轴旋转的横滚角与绕遥控装置Z轴旋转的偏航角。 3.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述轮椅的运动姿态包括:运动速度、前进、后退、停止、左转和右转。 4.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述轮椅控制装置还包括按键模块和摇杆模块; 所述摇杆模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接;所述摇杆模块用于控制轮椅前进、后退、左转、右转和停止;所述按键模块的输出端与所述第一主控制模块的输入端连接;所述按键模块用于选择轮椅的运动速度、控制电源的开闭以及控制声音的有无。 5.根据权利要求4所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述按键模块包括加键、减键、声音键、开机键和关机键; 所述加键和减键用于调整轮椅的运动速度;所述声音键用于控制轮椅发出的声音;所述开机键用于开启轮椅控制装置的电源;所述关机键用于关闭轮椅控制装置的电源。 6.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述遥控装置还包括遥控按键模块;所述遥控按键模块的输出端与所述第二主控制模块的输入端连接;所述遥控按键模块用于输入控制轮椅运动姿态的信息。 7.根据权利要求6所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述遥控按键模块包括发送键;所述发送键用于向所述轮椅控制装置发送轮椅的运动姿态信息。 8.根据权利要求1所述的一种电动轮椅控制系统,其特征在于,所述轮椅控制装置和遥控装置中均包括有LCD显示模块;所述LCD显示模块用于显示轮椅的运动姿态信息、剩余电量和故障信息。 2

轮式爬楼梯轮椅设计

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

第五章 电动轮椅运动控制系统的软件设计

第五章电动轮椅运动控制系统的软件设计在本系统的控制方案中,作者采用 TMS320LF2407A DSP 控制芯片作为系统的核心控制芯片。它具有很快的运行速度,丰富的片内外设等系统资源和强大的中断功能以及灵活丰富的指令集、高速运算能力、内部操作的灵活性、低功耗等特点,使得在系统的软件设计中,可以实现复杂的控制算法。 系统软件设计的终极目的是:实现两个电机平滑稳定的协调运动控制,实现轮椅控制器的人机交互功能,具备完善的故障保护功能,且可以和 PC 机通讯的功能,使得轮椅能够在各种允许路况下都具有非常平稳舒适的运行性能。 5.1 系统的软件设计方案 5.1.1 系统的控制方块图 由第二章可知,本系统是采用电压负反馈、电流截止负反馈和电流正反馈补偿的控制算法实现两台直流电机的协调运动控制。调节器是数字 PI 调节器。系统的控制方块图如图 5-1 所示: 图5-1 轮椅运动控制系统控制方块图 由图 5-1 可知,操纵杆的输出信号 X、Y 经过 S 曲线和左/右电机给定发生器后合成为左/右电机的给定信号,取电机两端电压以及电流采样电阻电压作为反馈信号。为了防止轮椅起动或堵转时电机电流过大,本文采用了具有电流截止负反

馈的电压闭环调速系统。电流正反馈补偿环节是为了补偿由于电枢电阻引起的速降以提高系统的机械特性。当轮椅运行在比较糟糕的路况时,轮椅的左/右电机在相同的给定下,负载大小可能不同,这时当用户本想径直前进时,轮椅可能由于左/右电机负载的不同,而转弯,图 5-1中的“负载不平衡时电流正反馈补偿”环节就是为克服这种情况而设计的。S 曲线的设置使得轮椅在起/制动时都能够非常平滑和舒适,保证了安全性。速度给定发生器和负载补偿仲裁器是两台电机协调控制的核心指挥部,它们保证了轮椅在二维平面上的自由运行。 5.1.2 本系统软件控制的时序 对于一个以 TMS320LF2407A 为核心控制芯片的控制系统来说,首要的任务是确定系统的时钟系统,其次是合理决定软件中的中断数量和顺序。 本系统在硬件上采用的是外部晶体振荡器,其频率是 10MHz,在软件中设定CPU时钟为 40MHz,PWM 载波频率为 20KHz,系统的中断频率和 AD 采样频率也都是20KHz。 5.2 系统软件的主要功能模块 本轮椅运动控制系统软件主要包括以下一些功能模块: (1)初始化模块; (2)上电时操纵杆中心位置检测程序; (3) AD 采样子程序; (4)电池电量检测子程序; (5)睡眠模式子程序; (6)锁存模式子程序; (7)鸣笛子程序; (8)加速度曲线给定子程序; (9)速度按键处理子程序;

厕所设计说明书

厕所设计说明书 Company Document number:WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

设计说明书 目录 一、项目概况简介 (3) 二、设计原则 (3) 三、总体构思 (3) 四、设计详细说明 (4) 五、建筑细部说明 (4) 六、总体景观环境说明 (4) 七、植物配置 (5) 一、项目概况简介 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共厕所的规划、设计、建设和管理符合市容环境卫生要求,以利于城市的整洁和城市功能的正常发挥,特制定的本设计。 我们设计的厕所主要放置于综合性公园中,适用于各种人群,厕所的外型是由两个花型的圆相交,中心相交的部分为无顶的休息区,具植物配置,能够让等候休息的人依然感到赏心悦目。透明凹凸蓝色玻璃顶光线自然,节能环保。 二、设计原则

1、整体性:注重景观规划设计的整体性,总体上简洁明快、局部设计在遵循整体风格统一的基础上求变化。男厕和女厕的布置基本趋于一致却也有变化,男厕的洗手台采用方形的设计,讲求简洁有力,女厕的洗手台和梳妆台为半圆形,讲究柔和曲线。 2、舒适性:遵循“以人为本”的现代设计理念,残疾人厕所中设置扶手和坐便器,门前不设台阶和障碍,门宽也适用轮椅通过,色块以大块为主且多用柔和色彩,女厕设梳妆台,男厕设大面全身镜,方便梳洗和整理着装、妆容。 3、适用性:为周边建筑提供相应的适宜环境,适用于综合性公园这样的多样人群集中的地段,建筑柔和,线条优美,色彩明快。 4、空间感:根据现有的基地形态,以“收放结合”的平面形态配合竖向多层次的景观元素(包括绿化、水体、灯具等),塑造道路环境的多元空间感。 5、美观性:充分运用景观设计的各类元素,在构图、材料、质感、植物形态及色彩、平面等各个方面相配合,强化屋顶的凹凸玻璃设计,多彩又柔和的墙面贴装布置恰如其分。 三、总体构思 1、形状 厕所外型采用两个外墙花型的双圆柱体相交,相交部分突起,为中空的设计,设置植物和座椅做中庭。 2、功能 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共厕所的规划、设计、建设和管理符合市容环境卫生要求,以利于城市的整洁和城市功能的正常发挥,特制定的本设计.本公厕设置在综合性公园当中。

爬楼车毕业设计说明书

前言 近年来随着计算机技术蓬勃发展,计算和数据传送速度大幅度提高。以此硬件为基础,许多智能算法得以在短时间内实现,智能机器人正变得越来越聪明。随着现实生活中对机器人技术应用的发展,使得机器人成为战胜自然和虚拟障碍的必需品。在很多危险场所,如战场、核生化灾害地、恐怖爆炸地等需要愈来愈多的移动机器人搭载机械手等设备代替人去执行任务。众所周知机器人自主爬楼梯是移动机器人完成危险环境探查、侦察、救灾等任务需要具备的基本智能行为之一。 目前,主要有腿式、履带式、轮式爬楼车移动机器人,腿式的如四足和六足机器人,尽管这些机器人能够爬楼梯和穿越障碍,但由于腿部的运动,它们不能在平坦的表面上平滑运动;履带式移动机器人以其强大的地形适应性而倍受青睐,其所受的摩擦力均匀分布在履带上,而轮式小车的摩擦力只是集中在轮胎与地面的接触面上,就抓地力而言它们是一样的,但在小车转弯或者爬坡时,履带式小车所受的摩擦力分布不会像轮式小车那样发生剧变,所以就表现出更好的操控性,但是转弯时,履带的磨损、履带开模难度大等都成为其应用的瓶颈;轮式移动机器人克服了履带式的这些缺点,在满足一定地形适应性的前提下,可以充分发挥移动机器人移动灵活、控制简单等优点。一般来说,轮式移动机器人对地形的适应性大小与轮子的数量成正比,但随着轮子数量的增加,又带来了机器人体积庞大、重量重等缺点。爬楼轮式行驶系统均采用各轮独立驱动,自主工作的方式,同时各轮均采用弹性悬挂方式,故工作起来方便灵巧,同心性和转向性均较好。刚性轮具有较高的机械可靠性,较好的转向性和环境适应性,但其行驶稳定性和耐磨损性均较差。充气轮虽然具有较好的行驶稳定性和越障能力,但其环境适应能力差,故不能应用到爬楼车中。金属弹性轮的爬坡性能、耐磨损性、环境适应性以及机械可靠性、越障能力均较好,但其转向性能较差。椭圆轮、半球轮和无毂轮的爬坡和越障性能及耐磨损性能均较好,但其行驶稳定性较差,机械可靠性最低。综合各方面的优缺点,轮式机器人是比较合理的。

基于单片机的电动轮椅用手柄控制器设计

毕业设计 论文题目: 学生: 指导教师: 专业: 班级: 2016年5 月

基于单片机的电动轮椅用手柄控制器设计 摘要 随着社会的进步与发展,残障人士的生活质量越来越受到人们的关注,因此用于疾病护理与康复方面的辅助器械就应运而生。电动轮椅是一种理想的代步工具,在社会上的需求量大,因此具有较高的研究价值。本次设计采用双后轮驱动模式,选用NEC公司生产的78K0系列单片机作为主控芯片。 首先,介绍了电动轮椅操纵杆控制器的研究与发展现状,并概述了电动轮椅操纵杆控制器的相关技术。其次,介绍了电动轮椅操纵杆控制器的基本原理,并作出相应的设计方案。第三,分析霍尔效应传感器的特性,本文选择了InSb线性霍尔效应传感器。并采用恒压控制方式,设计完成了操纵信号采集电路。然后,以NEC单片机为主控制芯片,完成手柄控制器的硬件电路设计包括显示、按键、电源转换及主控制器电路等。最后,选择LIN总线协议作为操纵杆控制器系统的通信协议,编写程序实现电路对蜂鸣器的控制、电池电量的显示、速度档位的显示、以及对电机的控制。 关键词:电动轮椅;手柄控制器;单片机;霍尔效应传感器

Based on single chip microcomputer design of the handle controller of electric wheelchair Abstract With the progress and development of society, the quality of life of people with disabilities more and more people's attention, so for disease care and rehabilitation assistive devices came into being.Electric wheelchair is an ideal means of transport, the demand in the community is large, and herefore has a high research value.The design uses a dual-rear-wheel drive model, the choice of NEC 78K0 series produced microcontroller as the master chip. Firstly, the status of research and development of electric wheelchair joystick, and an overview of the electric wheelchair joystick related technologies.Secondly, it introduces the basic principles of electric wheelchair joystick,and make the appropriate design.Third, the analysis features Hall effect sensor, the paper chose InSb linear Hall-effect sensors. And constant pressure control mode, designed to complete the manipulation signal acquisition circuitry.Then, NEC microcontroller-based control chip to complete the hardware circuit design handle controller includes a display, keypad, power conversion, and the main controller circuit.Finally, select the LIN bus protocol as the communication protocol joystick system, the preparation of program control circuit buzzer, battery power display, speed gear display, and control of the motor. Key words:Electric wheelchair; handle controller; Single chip microcomputer; Hall effect sensor

厕所设计说明书

设计说明书

目录 一、项目概况简介 (3) 二、设计原则 (3) 三、总体构思 (3) 四、设计详细说明 (4) 五、建筑细部说明 (4) 六、总体景观环境说明 (4) 七、植物配置 (5)

一、项目概况简介 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共厕所的规划、设计、建设和管理符合市容环境卫生要求,以利于城市的整洁和城市功能的正常发挥,特制定的本设计。 我们设计的厕所主要放置于综合性公园中,适用于各种人群,厕所的外型是由两个花型的圆相交,中心相交的部分为无顶的休息区,具植物配置,能够让等候休息的人依然感到赏心悦目。透明凹凸蓝色玻璃顶光线自然,节能环保。 二、设计原则 1、整体性:注重景观规划设计的整体性,总体上简洁明快、局部设计在遵循 整体风格统一的基础上求变化。男厕和女厕的布置基本趋于一致却也有变化,男厕的洗手台采用方形的设计,讲求简洁有力,女厕的洗手台和梳妆台为半圆形,讲究柔和曲线。 2、舒适性:遵循“以人为本”的现代设计理念,残疾人厕所中设置扶手和坐 便器,门前不设台阶和障碍,门宽也适用轮椅通过,色块以大块为主且多用柔和色彩,女厕设梳妆台,男厕设大面全身镜,方便梳洗和整理着装、妆容。 3、适用性:为周边建筑提供相应的适宜环境,适用于综合性公园这样的多样人群集中的地段,建筑柔和,线条优美,色彩明快。 4、空间感:根据现有的基地形态,以“收放结合”的平面形态配合竖向多层次的景观元素(包括绿化、水体、灯具等),塑造道路环境的多元空间感。 5、美观性:充分运用景观设计的各类元素,在构图、材料、质感、植物形态 及色彩、平面等各个方面相配合,强化屋顶的凹凸玻璃设计,多彩又柔和的墙面贴装布置恰如其分。 三、总体构思 1、形状 厕所外型采用两个外墙花型的双圆柱体相交,相交部分突起,为中空的设计,设置植物和座椅做中庭。 2、功能 公共厕所是为居民和行人提供服务的不可缺少的环境卫生设施,为使公共

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