爬楼梯轮椅设计说明
爬楼梯轮椅设计说明
人力式平稳爬楼轮椅设计说明书
组成员：
指导教师：
申请时间：2021年12月27日
职称：
目录
一、设计的目的和意义................................................3 二、问题提出............................................................4 三、设计方案选择 (5)
四、机构尺寸设计......................................................7 五、构件三维造型......................................................9 六、运动仿真分析集成................................................11 七、设计总结............................................................12 八、参考文献 (12)
人力式平稳爬楼轮椅
一、设计的背景和意义
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，
大部分年老体弱者及肢体伤残者都会选择轮椅作为他们的代步工具，并且大都需要家人或护理人员伴随协助轮椅的使用。
然而，普通轮椅无法攀登楼梯，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其参与社会生活。
尤其是国内城市以多层公寓式楼房居多，电梯并没有普及到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。
为了缓解上述弱势群体因为比例显著增加而给社会经济、医疗护理各方面带来的巨大压力，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，除了增加房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，扩大轮椅的使用范围之外，改进现有的普通轮椅，使其兼备平地行驶以及爬越楼梯障碍两种功能，成为更行之有效、立竿见影的措施。
因此，为了解决上述需求，给老年人和残疾人提供性能优越的代步工具，解决楼梯对他们生活造成的不便，同时考虑使用者的经济承受能力，研究一种价格适宜、平稳安全的爬楼梯装置具有重大的意义和实用价值。
二、现有产品分析及产品简介
目前市场上的爬楼轮椅采用的主要是两种爬楼方式――履带式和轮组式爬楼轮椅。
（图1）轮组式爬楼轮椅
如上图1，轮组式的轮椅则大都采用三叶轮式和四叶轮式，机构精巧，但无法克服爬楼时两台阶间的震荡，上下楼梯时该类型装置重心起伏较大，会使乘坐者感到不适而且难以实现在平地上的独立行走，需要其他人的时刻陪护和推拉。
（图2）履带式爬楼轮椅
（图2）为履带式爬楼轮椅，履带式爬楼装置技术较成熟，操作简单，行走时重心波动很小，对楼梯的形状、尺寸适应性强。
但履带式的多为电力机构系统，需要大功率的电机和笨重的履带，同时对于履带的精确控制，对于重心的平衡都使得机构过于笨重庞大而且造价高昂。
在对现有的产品进行详细了解和分析的基础上我们设计了履带式和传统式相结合的设计，使得轮椅在爬楼时能像履带式爬楼轮椅一样的平稳，不需要他人陪护，在平地上更可以独立自由行走，转向自如，同时简化了机构，不需要外加大功率电机、复杂控制系统及笨重的履带，大大减轻了重量，降低了制造成本。
三、产品机构简介
四、产品设计原理
此人力式可爬楼轮椅利用杠杆省力、螺旋传动等原理进行人力驱动，同时自主设计的离合器实现平地与爬楼之间不同工况的转换，利用螺杆自锁原理保证机构的安全性和可靠性，四连杆机构的设计则保证了后轮的可靠到位和简单精巧的控制。
在机构设计时利用Solidworks，Ansys，ADAMS等软件对运动、受力及机构合理性进行分析优化，提高设计效
率和机构的合理性。
下面为其工作原理：平地行走：当在平地行走时，履带处于收起状态，其工作原理等同于普通型轮椅，在后面可变向小轮的支撑下通过转动前面大轮可以实现自由行走。
下楼过程：当走到楼梯口要下楼梯时，用户需要旋转大轮外侧的另一个轮子，在锥齿和螺杆的作用下使履带绕后部铰点旋转，直至履带抵触到台阶面将大轮脱离地面，同时在旋转此小轮的过程中会使特殊设计的离合器啮合，构成大轮与内置齿轮之间的传动关系，进而通过旋转大轮带动履带主动轮的转动，而后部的小轮则在四连杆机构作用下收起，旋转大轮实现下楼运动。
当到达地面时，再次反转外侧小轮，将履带收起，离合器断开，后部小轮着地支撑，进行平地行走。
上楼过程：当上楼时，则采用背部先上，同样先旋转外侧小轮，将履带放下，离合器啮合，后部小轮收起，通过大轮和啮合齿的直径比可以起到明显的增距减力，实现平稳安全上楼。
五、产品的技术要点
（1）传统的普通轮椅与笨重的履带式结构的互补结合，实现爬楼时的平稳性。
（2）整个系统采用人力驱动，并利用杠杆增距减力原理使上楼过程简单省力，同时避免使用复杂昂贵笨重的电动设备，性价比高。
（3）独特设计的离合器机构，和后部四连杆机构实现一个动力源的目的，简化人的操作，通过简单的旋转外侧小轮即可同时实现履带的起落、后部小轮的收缩、离合器的控制，操作简单
（4）利用螺杆传动中的自锁，避免上下楼时履带的位置变化带来的危险。
（5）模仿变速自行车的机构，采用传动链条张紧轮机构，并合理布置在上楼时的松边
（6）后部小轮起落架连杆机构各杆长的精确设计，保证小轮的可靠到位和小轮最合理的承重方向
参考文献
[1]江红，杨勇，乔兰东.SolidWorks实例解析―曲线、曲面、仿真、渲染.北京：机械工业出版社.2021.10
[2]曹岩.SolidWorks2021机械设计实例精解.北京：化学工业出版社.2021.9
[3]谢进，万朝燕，杜立杰.机械原理.高等教育出版社.2021.1
感谢您的阅读，祝您生活愉快。
一款便捷式上下楼梯轮椅的设计
• 162•目前我国部分城市以及乡镇居民楼还有不少小高层无电梯楼房,给老年人和残障人士的出行带来了诸多不便。
上下楼梯轮椅攀爬楼梯功能的实现主要依靠其攀爬机构的设计。
在上下楼梯轮椅的研究方面涌现了不少专利。
但由于受到各方面因素的限制，这些设计大多停留在研究层面，没能实现上下楼梯轮椅的产品化，现阶段能够在市场中看到的上下楼梯轮椅产品可以把它们分为腿足式楼梯轮椅、行星轮式楼梯轮椅、轮履复合式楼梯轮椅以及其它上下楼梯装置等几类。
以上各种上下楼梯轮椅在实现上下楼梯方面都具有各自的优势，但同时也有其相应的局限。
腿足式上下楼梯轮椅虽然对楼梯和障碍物的适应能力较强。
但同时也存在一系列的问题，首先轮椅的体积庞大，重心较高，使用者在操控过程中容易产生恐慌心理。
其次它在控制和操作方面都比较复杂，在平路上行走时动作缓慢且步幅较小，且售价高。
轮履复合式上下楼梯轮椅轮履复合式上下楼梯轮椅它的履带机构支撑面积大，地形适应能力较强，不易打滑，牵引附着性能好，行走比较连续，运动较为平稳。
但履带容易发生磨损并且后期维护保养的成本相对较高，履带机构效率低、运动噪声较大，同时履带工作过程中会对楼梯台阶边沿造成破坏性损伤，售价也高。
行星轮式楼梯轮椅的典型代表为美国强生公司下属的独立技术公司研制出的爬楼梯轮椅IBOT，其结构紧凑，运动灵活，操作简便，可靠性、安全性等各方面指标都很高，它不仅可以上下楼梯，还能够自动适应草地、坡地等多种环境。
正因为它的功能强大，导致它价格常人难以接受，使很多人望而却步。
国内上下楼梯轮椅专利也有数十种之多，受其产品性能不理想或因售价较高等诸多因素的影响，尚未向市场推广（王占礼，郭化超，陈延伟，爬楼梯轮椅发展及关键技术的研究，机械研究与应用，2013年第2期180-182页）。
作者在比较各种类型的上下楼梯轮椅优缺点后，设计的一款便捷式上下楼梯轮椅，通过轮椅三维建模和仿真优化，确定了设计方案，经仿真和样品试验验证了产品的可行性，无论上下楼梯和平地行走都体现了其良好的适用性，市场潜力巨大。
上下楼梯辅助装置——星轮式轮椅
清华大学综合实践报告辅助老年人和残障者上下楼梯的装置设计系别机械系专业机械工程及自动化姓名***（机14，20110104**）***（机15，20110105**）***（机15，20110105**）老师肖丽英2014年7月24日摘要中国正逐渐步入老龄化社会。
缺少电梯设施、住层较高的老年人和残疾人，由于身体原因不能独自上下楼梯。
爬楼轮椅主要可分为轮组式、履带式和步行式三类。
履带式运动平稳，但对台阶的破坏严重；步进式可适应复杂路况，但控制复杂，造价偏高；轮组式的移动速度快，机构相对简单，但越障能力差。
目前的轮组式爬楼轮椅普遍采用背对楼梯的方式，视野小，操作复杂。
本次设计面向老年人和残障群体，选择面向台阶的上楼方式，并采用电动以减少体力消耗。
本组在老师指导下，分别对轮组形式、转向机构、座椅垂位调节机构、传动系统、刹车装置进行了设计，对轮组结构进行尺寸优化。
小组成员分工协作，目前已完成了运动方案和结构设计，绘制了装配图、部分零件图和主要装配件的三维动画。
关键词：爬楼梯轮椅；垂位调节；行星轮组；电动轮椅目录第1章引言 (5)1.1机械设计综合实践任务书 (5)1.1.1设计背景 (5)1.1.2设计目标 (5)1.1.3设计任务 (5)1.2研究背景及意义 (6)1.2.1 残疾人与老年人统计数据 (6)1.2.2 轮椅的需求数据 (6)1.2.3 普通轮椅的不足 (7)1.3文献综述 (7)1.3.1 斜坡转换楼梯 (7)1.3.2 楼梯扶手架 (8)1.3.3 轨道式爬楼装置 (11)1.3.3.1 轨道式爬楼装置的传动方式 (11)1.3.3.2 轨道式爬楼装置的特点 (11)1.3.3.3 轨道式爬楼装置的发展研究现状 (12)1.3.4旧楼加装电梯 (17)1.3.5爬楼轮椅 (23)1.3.5.1 轮组式爬楼轮椅 (23)1.3.5.2 履带式爬楼轮椅 (27)1.3.5.3 步行式爬楼轮椅 (31)1.3.5.4 爬楼轮椅不同执行机构的对比 (34)1.4 现有技术存在的问题 (35)1.5设计规划 (36)1.5.1 设计目标 (36)1.5.2 相关设计参数 (37)1.5.3 具体设计指标 (37)1.5.4初步方案 (38)第2章机械系统运动方案设计 (38)2.1机构设计 (38)2.1.1 爬楼方式的选择 (38)2.1.2 上楼朝向的选择 (38)2.1.3 子轮个数的选择 (39)2.1.4 轮组的传动方式 (40)2.1.5 转向机构 (43)2.1.6 传动机构 (45)2.1.7 座椅垂位调节机构 (47)2.2爬楼过程运动分析 (52)2.2.1子轮与支架的连接方式 (52)2.2.2 r与R的选择 (53)2.2.3主动轮（即星轮）爬升过程分析&力矩、功率的计算 (58)2.2.4从动轮（单轮）在爬楼时的问题 (60)2.3设计计算及原动机选择 (63)2.3.1 上楼过程及前轮电机选择 (63)2.3.2 平地过程及后轮电机选择 (65)2.3.3 蓄电池选择 (66)2.3.3.1 蓄电池类型的选择 (66)2.3.3.2 行驶里程计算 (67)2.3.4 座椅重心偏距的计算 (68)第3章机械系统结构设计 (69)3.1 前轮组强度计算 (69)3.1.1传动系统计算 (69)3.1.2关键零部件工作能力设计与标准件选择 (71)3.2后轮组强度计算 (80)3.2.1传动系统设计 (80)3.2.2关键零部件工作能力设计与标准件选择 (83)第4章设计总结 (90)第5章团队分工 (90)参考文献 (91)声明 (94)第1章引言1.1机械设计综合实践任务书1.1.1设计背景北京、上海等城市已经步入老龄化社会，很多老年人由于年老体衰，不能独自上下楼梯，而这些城市的老年人多住在6层高无电梯的楼房。
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。
楼梯这样设计，轮椅也能上下！
楼梯这样设计，轮椅也能上下！话说楼梯在生活中到处都有，但是，能够自动变形的楼梯你见过吗？这就是由丹麦的Liftup公司研发制造的楼梯，叫做FlexStep楼梯升降机。
它可以节省空间，让坐轮椅的人也可自由上下楼梯。
使用起来非常方便，只要按一下楼梯旁边的按钮，楼梯就会自动下降并变形成一个平板。
然后，轮椅就可以很轻松的上去，稳定后再按一下向上的按钮，平台就会上升。
值得一提的是，当轮椅上到平台上时，后面还有一个铁板会自动翻起来，保护轮椅不会滑落。
并且，在前面还有一面防护栏自动升起，同时保护你的安全。
当你上升到最上面时，防护板自动下降，轮椅便可自如离开。
而在平时，它就是一个普通的楼梯。
此外，如果嫌固定按钮不方便，还可以通过遥控器远程控制。
安装也很简单，通过标准的固定卡槽就可以与墙面连接起来。
同时，楼梯也非常结实，承重可达到400公斤。
无独有偶，来自英国的液压工程师Charlie Lyons也有一个类似的设计，它叫做Sesame Access。
使用起来也大同小异。
首先，只要按一下按钮，台阶就会自动平行缩进去，漏出一个升降平台。
然后，你只要将轮椅移动到平台上。
再由你自己按住升降按钮，就可轻松到达最上层。
而在使用后，台阶又能自动伸出，变成原来到样子。
同样为了安全，在你按动开关到时候，会有一个栏杆自动升起，避免上面有人不注意掉下来。
而当你上升到上层时，栏杆会自动隐藏。
还有升降平台控制开关平时也是隐藏的，只有使用时才自动升起。
并且，当轮椅在平台上，还会自动弹出一个10厘米高的围边，保护轮椅意外滑动。
电梯上下速度也可以调控，最快可达0.15m / s。
标准设计宽度为1米，普通升降高度1米，而最大可升到3米高。
台阶除了可平行伸缩，还有上下伸缩的，可根据现场的需要定做。
当然，它给骑车的人也带来了方便。
总而言之，楼梯这样设计，轮椅也能上下！这才叫做人性化。
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]。
新型可爬楼梯式智能轮椅的研究与设计
新型可爬楼梯式智能轮椅的研究与设计摘要：随着人口老龄化的加快以及残障人数的增长，为提高他们行动的自主性，构造了一种新型可爬楼梯式智能轮椅。
对爬楼梯轮椅进行了总体设计，主要包括爬楼梯轮椅的需求分析、设计要求以及机械结构设计，利用CAD软件完成了爬楼梯轮椅的二维设计。
研究表明该新型轮椅功能完善、移动灵活、操作简便、安全度与舒适度高，具有一定的应用前景。
关键词：辅助工具；爬楼梯轮椅；履带式结构中图分类号：TH 7891引言随着人口老龄化进程的加快以及残障人数的增长，人们对于医疗辅助工具的需求越来越大。
轮椅因其灵活方便、操作简单和价格低廉等优点受到普遍欢迎，并且逐渐向电动智能化轮椅的方向发展，然而目前的轮椅一般只能在平地上运动，并不具备爬楼梯和越障等功能[1]。
因此，为了缓解楼梯或路障对老年人和残障人士生活上造成的不便，帮助其提高行动的自主性，研究一种具有爬楼梯功能的轮椅有重大的现实意义和实用价值。
目前，国内外机构研制的可爬楼梯式轮椅按照不同的爬楼梯原理可分为轮组式爬楼梯轮椅、履带式爬楼梯轮椅、腿足式爬楼梯轮椅和复合式爬楼梯轮椅[2]。
双轮组式爬楼梯轮椅能够实现自主爬楼梯的功能，但由于其体积庞大、驱动系统复杂，限制了它的使用范围；腿足式爬楼梯轮椅爬楼梯过程平稳，但其对控制要求较高且移动速度缓慢、能量利用率低；复合式爬楼梯轮椅是目前性能最为完善的爬楼梯轮椅，但其价格高昂，普通家庭难以承受；履带式爬楼梯轮椅构造简单，不易打滑，运动平稳，并且能够适应各种形状不规则的楼梯。
因此，在综合分析目前已有的各种爬楼梯轮椅优缺点的基础上，所设计的可爬楼梯式轮椅选择履带式结构。
2可爬楼梯式轮椅的结构设计针对目前国内外机构研制的的各种爬楼梯轮椅，分析比较其各自的优缺点并结合我国的基本国情以及使用条件，在保证结构紧凑和操作简便的前提下，设计一种安全性好且造价经济的爬楼梯轮椅，基本设计要求如下所示[3-4]：(1)既可以在无障碍的平地上快速灵活行驶，同时兼具爬楼梯和越障的功能；(2)能够适应《建筑楼梯模数协调标准》中规定的台阶尺寸；(3)上下楼梯过程中能够确保乘坐者的安全性和舒适性；(4)结构紧凑、体积适当、性价比高，易于投入实际生产；(5)操作简单方便，易于控制。
折叠轮椅创新设计说明书
摘要根据所收集的各类文献及市场出售的各种轮椅显示,目前绝大多数轮椅可分为折叠式和固定式其中包括电动式等,折叠式轮椅收折之后所占的体积仍是非常庞大,如此将造成搬运困难,且施力不易,携带相当不方便,对于必须经常外出而行动不方便者,是个很大负担。
目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅,称为组合式轮椅,但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时,在每一次的使用前与收复过程中,必须经过相当繁琐的步骤,对于使用时间短而使用次数多的患者而言,是一个非常困扰的问题。
而电动式轮椅造价和价格比较贵不适合大众消费,而普通固定式的又占面积,不灵活。
本设计所要研究的仿生叠轮椅仅以连杆机构所组成,从经过设计和设计要求的限制,及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是Watt I型六连杆机构,并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计,最后完成了实体3D模型的制作。
所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折,并且没有分离的零件,不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便,像行李箱拖行及站立收藏等特性,适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者,是一种非常理想的代步工具。
关键词：手推型折叠轮椅; 连杆机构; Watt I六联杆机构AbstractAccording to the literatures collected in this research, most of the folding wheelchair can only be folded in lateral direction and the folded volume is still too big to carry or to transport and it becomes a terrible burden for active wheelchair users. There are two or three folding wheelchairs selling in the market, which can be folded into the size of a suitcase and is called "assembly wheelchair." Their major defect is lengthy and complicated assembling procedures. Every time the user folds or unfolds the wheelchair, a tedious process must be conducted, which causes severe problems to daily wheelchair users. This research developed a linkage-type portable wheelchair. An optimal Watt-I six-bar mechanism was found according to the designrequirements and design constraints. A full-size mockup was built after the dimensional analysis was accomplished. The portable wheelchair developed in this research has one-DOF with no separated parts. It requires no tools to operate. The new design has compact folded volume and light weight. It is easy to operate and can be dragged like luggage case. Therefore, it is an ideal mobile tool for elders and handicapped persons.Keywords ：hand-push； wheelchair； linkage； Watt-I six-bar目录摘要1Abstract1目录2第1章折叠轮椅设计的研究现状3第2章折叠轮椅设计的关键点32.1、折叠轮椅的结构设计32．2、折叠轮椅的材料和力学分析42.3、新型材料的简介42.4、折叠轮椅的创新设计52.5、基于Pro-e建立折叠轮椅的3D模型7第3章折叠轮椅设计的前景7结束语8主要参考文献9第1章折叠轮椅设计的研究现状由于现代医学的发展和进步,人类的寿命正逐渐的往上提升,致使各国老年人口将不断增加,然而高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战。
前途无忧智能轮椅-设计说明
“前途无忧”智能轮椅设计说明据第二次全国残疾人抽样调查数据推算，中国目前各类残疾人总数为8296万人，占全国人口总数6.34％。
其中肢体残疾2412万人（29.07％），下肢残疾人口有上千万。
这些下肢残疾人员，通常只能依靠轮椅和双拐行走。
而传统的轮椅需要用双手推动，费力而且速度缓慢，还要占用双手，使用起来很不方便，很多时候还需要别人帮助才能完成基本的生活。
不少残疾人因身体上的不能自理，导致了心理上的不自信，也影响了事业上的自立自强。
为帮助残疾人走出这个困境，我以二轮智能平衡原理为基础，设计了这款智能轮椅。
利用该智能轮椅，残疾人可以像正常人一样独立生活、工作、娱乐。
让他们不仅仅在身体上摆脱了对别人的依赖，更能帮助残疾人树立自信，走出困境开创事业。
“前途无忧”智能二轮车，让残疾人在身体上自理、心理上自信、事业上自强。
轮椅设计突出体现在便捷、智能、安全三个方面：一、简约随心的便捷化设计1、智能轮椅外形简洁、小巧轻便，便于室内自由活动；居家、交通、休闲、工作一车通用。
2、方便残疾人自行上车。
后靠背可以不同角度倾斜，完全放倒后靠背着地，或者后靠背搭在床上，形成斜坡，使双下肢残疾人可以沿着靠背移动到轮椅上。
3、当靠背完全升起时，作为靠背使用；半倾斜时，轮椅底部后面弹出两个支架，此时轮椅变成躺椅，可以临时休息。
4、智能轮椅通过感应乘客重心变化控制运动状态及方向，也可以用扶手按钮或者遥控器进行控制。
控制方式灵活多变，适应生活中遇到的各种情况。
5、轮椅前档板上部，设计有可折叠搁物板，可以存放一些小物品，或者当做临时工作台。
6、前挡板内置挡风玻璃，外出时升起；靠背后面附有可翻转出的遮阳篷，遮阳篷可翻转到车顶；遮阳篷两侧能够拉出透明软垂帘，与两侧扶手扣在一起。
智能轮椅在路上行驶时，这些防护装置为使用者挡风遮雨。
二、先进实用的智能化设计1、智能轮椅配有智能遥控器（可验证使用权限），使用者可以在床上、沙发上控制轮椅移动，方便实用。
轮椅停留空间设计
轮椅停留空间的设计是为了确保轮椅用户的安全、舒适和便捷。
以下是一些关键的设计考虑因素：
1. 尺寸：
轮椅停留空间应足够大，以容纳各种类型的轮椅，包括手动和电动轮椅。
通常建议的最小尺寸为宽1.2米、长1.5米，但具体尺寸应根据轮椅的尺寸和用户的需求进行调整。
2. 地面：
地面应平整、无障碍，无障碍斜坡的坡度应符合标准，以便轮椅用户轻松进入和离开轮椅停留空间。
地面材料应具有良好的耐磨性和防滑性，以提高用户的安全性。
3. 扶手：
应在轮椅停留空间内设置扶手，以供用户在起身或坐下时支撑。
扶手的高度和距离应符合人体工程学标准，以便用户轻松使用。
4. 照明：
轮椅停留空间应设有充足的照明，以便用户在不同的时间段都能看清楚周围环境。
照明设备应具有足够的亮度和良好的照明范围。
5. 紧急呼叫系统：
轮椅停留空间应配备紧急呼叫系统，以便在用户需要帮助时及时联系工作人员。
紧急呼叫系统的位置应易于到达，且操作简便。
6. 标志和指示：
轮椅停留空间内应设有清晰的标志和指示，以指导用户正确使用空间和设施。
标志和指示应使用醒目的颜色和字体，以便用户轻松识别。
7. 无障碍设施：
轮椅停留空间应与其他无障碍设施（如无障碍厕所、无障碍通道等）相邻，以便用户在需要时能够方便地使用这些设施。
总之，轮椅停留空间的设计应以用户的需求和安全为出发点，确保空间宽敞、安全、舒适，并符合相关的无障碍设计标准。