内容发布更新时间 : 2024/5/20 6:11:21星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

2 系统方案设计

2.1 系统方案确定

通过综合分析，各机构特点如下表所示：

表2.1 爬楼机构特点总结

能耗量 机构控制难易程度 小 易

较小 一般

大 复杂

移动速度 越障能力 机构复杂程度 快 差 简单

较快 一般 一般

慢 好 复杂

移动机构方式 轮式

履带式

腿式

本设计确定采用爬楼梯优势较强的轮式机构。本论文采用的行星轮式爬楼梯轮椅的整体结构,行星轮结构在前进过程中通过中心轴驱动中心轮带动行星轮从而带动轮椅前迸,通过翻转电机带动行星架实现爬楼梯动作。 该种结构的优点有：

(1)平顺的行驶能力。轮椅小车在平地行驶时，由于其结构上的特点，任意时刻都有两个小车轮接地，利用轮组的定轴轮系传递动力，使小车轮快速的前进，其效率与普通轮式驱动车辆相同。当遇到可跨越的障碍时，轮组通过形星轮系翻滚前进。

(2)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。这一优点对小车下楼梯控制尤其重要。

(3)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。

(4)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。

2.2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2.1所示：

图2.1智能电动越障爬楼轮椅系统结构图

2.2.1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GBT 18029.23-2008,可知一般楼梯每阶髙度为180 mm±5 mm,最小楼梯坡

度为35°,容许误差为(见下图)。所有楼梯的梯级突边都在由两个相距10 mm、倾斜角度与楼梯坡度相同的平行平面所形成的区域内。

图2.2 标准楼梯结构图

可画出爬楼底盘运动效果如图2.3所示：

图2.3 爬楼底盘运动效果