（优秀毕业全套设计）残疾人轮椅的设计

图身体有可能下降，如果所有的车轮不能被驱动。

驱动和控制每个车轮独立地是由于以下原因当轮椅车体掉落在斜坡上移动时，在粗糙地形有种可能性，如图中所示，如果所有的车轮还没有激活的车轮左车轮的右轮的速度是不同的，即使在粗糙地形上直线移动，最后，附着在车体上的调整轴。

该设计轮椅的四个车轮和四条腿的功能，并具有个可控制的片的部分，因此，它可以移动崎岖地形上的人或骑在它的水平的东西。

另方面，有四个主动车轮和其他五个主动轴。

轮腿式机器人具有最小的自由度，除其他机器人具有相同的迁移率式样。

所以，这是个新型崎岖地形的机器人。

移动方式在下图中给出了轮腿式机器人的运动方式，以及越障过程，按照顺序给出了轮椅越过障碍，向前移动的过程图。

图运动方式图崎岖的地形上移动战略腿部模式每个前轮的步骤超过了个洞。

之后，每个以同样的方式在孔后轮步骤。

结构设计.主要参数设计主要尺寸长度，宽度，高度重量轮圈尺寸半径，宽度电机直流电机电池图参数数据.电机选择选择电动机的类型和结构形式因为我们的轮椅需要能够爬楼越障，所以对电机的要求就比较高。

所以我们选择电动单轮车的驱动电机作为电动轮椅的电机。

永磁直流无刷电机是种典型的机电体化电机，除了有普通直流电机调试性能好调速范围宽和调速方式简单的特点外，还有功率因素高转动惯量小运行效率高等优点，特别是由于它不存在机械换相器与电刷，大大的减少了换相火花，机械磨损和机械噪声，使得它在中小功率范围内得到了更加广泛的应用，是电机的主要发展方向之。

对于永磁直流无刷电机的控制方式，可以分为两大类有位置传感器控制方式和无位置传感器控制方式。

典型的有位置传感器控制方式是使用霍尔传感器控制方式。

无位置传感器控制方式是目前比较广泛使用且较为新颖的类控制方式，包含有反电动势控制方法磁链计算法状态观测器法和人工神经网络控制法等。

反电动势控制方法中对驱动桥和电机在外电路过流时的保护极为重要，对软件发生错误动作时负载的保护也提出了较高的要求。

目前我国电动车所使用的电机般为直流电机，直流电动机具有运行效率高调速性能好等优点。

传统的直流电机是有刷直流电机，但由于电刷的存在，带来了因机械摩擦而产生的噪声火花电磁干扰等缺点，再加上电机的制造成本高维修困难使用寿命短等，其使用范围受到很大影响。

目前在直流无刷电动机中常用的位置传感器种类主要有如下几种第，电磁式位置传感器。

电磁式位置传感器是利用电磁效应来测量转子位置的，有开口变压器铁磁谐振电路接近开关电路等多种类型，在中用的较多的是开口变压器。

电磁式位置传感器具有输出信号大工作可靠寿命长对环境要求不高等优点，但这种传感器体积较大，信噪比较低，同时，其输出波形为交流，般需经整流滤波方可使用。

第二，磁敏式位置传感器。

磁敏式传感器是利用些半导体敏感元件的电参数按定规律随周围磁场变化而变化的原理制成。

其基本原理是霍尔效应和磁阻效应。

目前，常见的磁敏式传感器由霍尔元件或霍尔集成电路磁敏电阻和磁敏二极管等组成。

般来说，这种器件对环境适应性很强，成本低廉。

第三，光电式位置传感器。

光电式位置传感器是利用光电效应，由跟随电动机转子起旋转的遮光部分和固定不动的光源等部件组成。

有绝对式编码器和增量式编码器之分，增量式编码器精度很高，多用于精密控制中，价格昂贵，且需要附加初始位置定位装置绝对式编码器价格低廉，不需要初始定位，但精度不高，可用于定的速度控制中。

总之，光电式位置传感器性能比较稳定，体积小重量轻，但对环境要求较高。

逆变器将直流电转换成交流电向电机供电，与般逆变器不同，它的输出频率不是独立调节的，而受控于转子位置信号，是个“自控式逆变器”。

由于采用自控式逆变器，电机输入电流的频率和电机转速始终保持同步，电机和逆变器不会产生振荡和失步，这也是的重要优点之。

本次我们选用的无刷电动机型号是，的电动机，蓄电池采用的就是能充电的干蓄电池。

直流无刷电机的机械特性和调节特性的线性度好，调速范围广，寿命长，维护方便噪声小，不存在因电刷而引起的系列问题，所以这种电动机在控制系统中有很大的应用潜力。

在控制无刷电动机的系统中，基本框架如图.所示。

图三相无刷直流电动机控制系统框图电动机的类型和结构形式应根据电源种类为直流，根据工作条件以及工作方式，确定电机为直流系列直流永磁马达。

系列直流马达概述系列永磁直流马达采用铁磁体永久磁铁激磁，系封闭自冷式。

作为小功率直流马达，可在各种装置中用作驱动元件。

二使用条件海拔不超过环境温度相对湿度小于等于允许温升不超过海拔为时三型号说明如表示机座号用表示其相应机座外径为。

表示永磁式直流电动机表示铁芯长代号表示短铁芯产品，表示长铁芯产品，示特长铁芯产品。

表示派生结构，其代号用每个机座号按用户提出要求顺序排列功率在.匹配直流调速器可无级调速。

四技术参数功率电压扭矩.转速安装方式底脚安装法兰安装机座外径为五安装形式安装机构型式安装结构型式代号机座号单轴伸双轴伸机壳外圆安装端盖凸缘安装底脚安装图安装机构行走机构电机选择计算高通过性轮椅最大质量为。

选取轮与地面的摩擦系数为．，机器人由四轮驱动，故每个轮承担的最大重量为，根据摩擦力计算公式.。

力矩公式，代人得所需电机的转矩•。

行走机构电机功率的计算根据公式.，因此得到所需的电动机功率为。

所以选择四个驱动轮电机为，选用无极调速。

.驱动轮系统设计总体结构电机与车体之间的连接是通过螺栓型铝材和开槽圆柱头螺钉来实现的。

联接驱动轮的套筒材料选用强度和刚度较好的钢。

该驱动系统的动力传递过程是电机轴转动，带动与之连接的套简转动．从而使驱动后轮转动，于是实现了机器人的前进。

套筒与驱动轮问采用较紧的过盈配合，套筒与电机轴配合采用较小的过盈配合。

驱动轮的结构设计如图所示，驱动轮外因材料为橡胶。

轮觳材料为尼龙。

为减轻轮子重量，在轮上有六个均匀分布的减重孔。

驱动轮的轴孔是根据电机的轴径而定的。

图驱动轮结构简图图套筒轮轴的结构简图套筒轮轴的结构设计机构设计。

如图所示。