（图纸+论文）爬楼梯自行轮椅车设计（全套完整）㊣精品文档值得下载

己经获得批准在欧美上市，售价相当于中高档轿车的价格。

如下图所示图.实物图内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。

改轮椅爬楼时需要人工辅助或者楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的位置，安全爬楼。

如下图和所示图双联星形爬楼梯轮椅图图双联星形爬楼梯轮椅图.转子与电刷组件的相对位置下图为合上端盖的永磁直流电机剖面图图.永磁直流电机剖面图.电源的选择明显电动轮椅车的电源为可充电式电池，选择好电池也是轮椅车正常工作的先决条件之。

本次方案选择般电动车上使用的铅蓄电池。

铅蓄电池的优点是放电时电动势较稳定，电压平稳使用温度及使用电流范围宽能充放电数百个循环贮存性能好尤其适于干式荷电贮存造价较低，因而应用广泛。

铅蓄电池原理如下把两块铅板插入硫酸溶液中，铅与硫酸作用的结果，使两块铅板上形成硫酸铅，溶液中也被硫酸铅饱和，这是还没有电势，给蓄电池充电时，在两极上发生的化学反应如下可以看出，充电后，板上的成为正极，板上成为负极。

放电时，两极发生的反应如下正极负极又电机的额定电压为，固选用的铅蓄电池组。

其自带充电模块。

.控制核心概述系列单片机是公司新推出的种混合信号系统级单片机。

该系列单片机片内含的内核，它的指令系统与完全兼容。

其中的单片机含有片内程序存储器，的个端口共根口线个位转换器和个位转换器以及个双位转换器个比较器个位通用定时器个捕捉比较模块的可编程计数定时器阵列看门狗定时器监视器和温度传感器等部分。

单片机支持双时钟，其工作电压范围为端口，和引脚的耐压为。

与以前的系列单片机相比，增添了许多功能，同时其可靠性和速度也有了很大提高。

外形及引脚排列如图所示图.外形及引脚排列图.内部逻辑图主要性能参数系列单片机是集成在块芯片上的混合信号系统级单片机。

通过查找相关资料，我选择北京康键宜医疗器械有限公司的轮椅车专用电机。

其外形及参数如下图.外形表.电机产品系列表.电机参数该电动机构由个带电磁离合器刹车装置的永磁电动机和带级直齿和级蜗轮副传动的全封闭齿轮箱组成手推轮椅时，可以通过简易操作手柄释放花键来实现离合。

通过计算行走电机与翻转电机均可为。

通过对花键的操作即可实现手动与自动的切换，而蜗轮蜗杆传动对于爬楼装置来说，可以实现自锁，这对爬楼这动作提供了安全保障。

.电机工作原理永磁直流电机是用永久磁体来建立电机所需的磁场，无需另用电源进行励磁。

有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。

直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。

下图为电机的四个永磁体磁极，排列在同圆周上。

图.电机磁极排列钕铁硼是目前最好的永磁体材料，磁力非常强大矫顽力很高，性能好的永磁电机多选用钕铁硼做磁极。

磁极固定在机壳内，机壳同时为电机提供磁路。

在下图中用蓝色的磁力线表示电机的磁路。

图.电机的磁路永磁电机不需励磁电流发热较少，但机壳为防铁粉污染多为密封，般通过机壳外周多个散热片进行散热端盖板延伸到机壳外兼做机脚，整个构成电机的定子机座，通过机脚来安装固定电机。

永磁直流电机的转子由转子铁芯，转子绕组换向器转轴构成。

电流通过电刷连接转子绕组，四极电机般有四组电刷，同装在刷架上，共同构成电刷组件。

下图显示了转子与电刷组件的相对位置。

当遇到可跨越的障碍时，轮组通过形星轮系翻滚前进。

可靠的上下楼梯能力。

轮椅小车上下楼梯时，小车轮驱动电机停止，形星轮减速器及蜗轮蜗杆式大减速比装置形成自锁功能，使轮辐电机驱动轮组翻滚时，轮组中心齿轮不转动。

这使得在上下楼梯过程中，小车轮不会发生滚动，使得运动方位的控制得到精确的保证。

这优点对小车下楼梯控制尤其重要。

控制方式容易实现。

任意时刻轮椅车体左边车轮组着地小车轮和右边轮组着地小轮分别具有相同的转速，这样就能准确控制移动轮椅的行走状态。

由电动机调速控制器来实现轮椅的转弯直线前进爬楼前进三个基本运动单元，所需的转弯半径即为车身宽度。

.智能电动越障爬楼轮椅系统构成智能电动越障爬楼轮椅从整体上可以分为电气与机械两个部分，机械部分主要由底盘系统与座椅调节系统构成，电气部分主要由底盘驱动控制系统与座椅姿态检测调整系统构成。

该系统结构如图.所示图.智能电动越障爬楼轮椅系统结构图底盘系统爬楼底盘系统釆用了创星的行星轮机构作前轮驱动行走，万向轮引导轮作为后轮辅助行走。

该系统可实现平地行走和越障爬楼的功能，对崎岖的路面具有较好的适应能力。

根据.，可知般楼梯每阶髙度为，最小楼梯坡度为，容许误差为见下图。

所有楼梯的梯级突边都在由两个相距倾斜角度与楼梯坡度相同的平行平面所形成的区域内。

图.标准楼梯结构图可画出爬楼底盘运动效果如图.所示图.爬楼底盘运动效果下图为行星轮系结构图图.行星轮系结构图行星轮结构由周转轮系的演化结构来实现。

下图.是周转轮系的结构简图。

楼梯，自行，轮椅车，设计，毕业设计，全套，图纸目录目录绪论.课题研究原因和意义课题研究的原因课题研究的意义.目前国内外研究状况轮组式履带式腿式复合式.目前研究中所存在问题系统方案设计.系统方案确定.智能电动越障爬楼轮椅系统构成底盘系统座椅姿态调整系统驱动控制系统轮椅驱动模块设计.电机的选择.电机工作原理.电源的选择.控制核心概述主要性能参数.电机转速控制电机转速控制原理电机转速控制方案.电机驱动电路系统控制方案设计.操纵杆设计.双电机同步控制方案并行控制主从控制轮椅车控制算法设计.速度检测电路.控制方法控制方法介绍数字式增量控制算法标准算法的改进干扰的抑制调节器的参数整定轮椅车控制模块的数学模型.系统运行方框图.系统运行原理.建立数学模型软件实现.单片机片内的资源配置单片机内各功能模块配置单片机的端口配置.程序模块介绍初始化模块测速子程序控制程序键盘扫描程序.总程序总结参考文献致谢绪论.课题研究原因和意义课题研究的原因现今，老龄化人群以和下肢残障者在占我国总人口总数的比重愈来愈大，他们丧失了部分行动能力，更需要有人来加以帮助和护理。

目前，在其中的很大部分年老体弱者和下肢伤残者会选择轮椅作为他们的外出行动工具，而且大都需要在家人或护理人员下使用轮椅来进行活动。

随着现今社会的快速发展，城市化的不断加快，楼梯和跨越路障等不断增加。

然而，对于普通轮椅而言是很难跨越这种障碍，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其系列的社交生活。

尤其是国内城市楼房公寓，电梯并没有应用到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。

马路沿土坑等户外障碍同样对老年人残障人士的出行带来了很多不便，影响了他们的正常生活。

课题研究的意义为了解决弱势群体人群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，除了加强改善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。

值得注意的是，最近几年突发性自然灾害将导致肢体残障者的数量大幅上升。

大量灾难幸存者急需轮椅等康复设备和辅助工具。

因此，为了解决需求，给老年人和残疾人士提供性能优越的交通和辅助工具，解决楼梯或路障对他们生活造成的不便，同时在考虑使用者的经济所承受能力限制，研究种价格适宜轻便的爬楼梯轮椅具有重大的现实意义和实用价值。

.目前国内外研究状况在爬楼梯装置的研究领域内，国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早，最早的专利是年美国的发明的爬楼梯轮椅。

此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国英国德国和日本占主导地位，技术相对比较成熟，且有些产品己经投入市场使用。

国内的研究也在近二十年内取得了显著成果，近年来相关专利屡见不鲜，目前国内外现有的爬楼梯装置和专利种类众多，不同的爬楼梯装置适用于不同的环境和条件，各有利弊。