机械创新设计论文1

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1、手推折叠轮椅一、手推折叠轮椅的进步历程根据所收集的各类文献及市场出售的各种折叠式轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，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，将形成非常大的负担。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。本设计所要研究的手推型折叠轮椅仅以连

2、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WattI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。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

3、为世界各国的重大挑战。针对这些年长而行动不方便的使用者而言，其身体各部分器官正逐渐退化，再加上神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难的事，因此他们将不适合使用具有手轮圈的自推型轮椅，而手推型轮椅较能符合其需求。许多行动不便者在解决移动能力障碍时，最直接使用的工具便是轮椅。根据我国统计部门统计，截止到2006年4月1号，全国现有各类残疾人总数约8296万人，占总人口数的比例为6.34%，而属于肢体残疾的占总残疾人数的比例为29.07%，人数达到2412万。2005年底，中国60岁以上老年人口1.44亿，占总人口的比例达11%。现在我国

4、60岁以上老年人口每年以3%的速度递增。在60岁以上的老年人口中，有相当一部分老年人在日常生活和工作中，在疾病治疗和康复过程中，都需要借助使用轮椅。这对于家庭生计、社会成本与国家经济均会造成严重的影响，不可轻视。对于青壮年的肢体障碍患者而言，轮椅可使他们重新返回职场，以改善家庭生计和降低社会负担；对于行动不便的高龄老人或出现重度神经肌肉萎缩的患者而言，轮椅是他们走出户外的最佳辅具，不但能改善他（她）们的精神生活，而且在心灵层面上更得到慰藉。以下就来介绍目前比较新颖的折叠轮椅：（1）、太阳能折叠式手推轮椅在其顶部安装太阳能发电系统，

5、这个发电系统由两个能产生20瓦电力的太阳能板组成，除了能提供轮椅本身所需的电力（24瓦）外，晴天时还可额外提供30分钟的电力，下雨时，也能当作遮雨棚使用。（2）、电动驱动折叠式手推轮椅在原有的基础上，底部安装了电子操控系统，可以电动手动切换行驶，更加便于操作和更人性化。依照人体工程学设计,机身高强度、高承重、重量轻体积小，方便老年人和身体残疾的人出行，适用于中老年人群及行动不便者在室内外作助行代步之用。电动轮椅操作简单，老人使用起来也能得心应手。在轮椅控制器的操纵杆上，即可完成您想要的前进、后退、转弯等等。松手就是停车，操控起来简

6、单灵活。（为了安全更有保障，还在轮椅两边的大轮上各装有一个手刹）。将操纵杆向后，轮椅即会进入倒车状态，还会相应地发出“嘀——嘀”的警报声。在控制器上设有电池电量、速度档的显示和喇叭等，让您能够对轮椅的使用状态有一个最直观的了解。体积小，重量轻。车身是采用的铝合金结构，大大减轻了整车的重量；无需拆卸电池即可折叠，折叠之后不占用过多空间，还可轻松塞入汽车尾箱，全家出游，共享天伦之乐。可以零半径360度旋转。有此特点，即便是在狭小的空间内，也可以活动自如。（3）、自动爬楼梯折叠式手推轮椅对应于那些只有身体上残疾的人士，活动范围比较大，但

7、往往会面对一些建筑上的障碍设施，如最直观的楼梯，却使轮椅受到很大限制，因此研发价格低廉、简单易用的爬楼梯轮椅是康复工程工作者面临的一项比较紧迫任务。在原来的轮椅上安装履带轮机构，实现连续性爬楼梯，传动效率比较高。在上下楼梯过程中，轮椅的重心总是沿着与楼梯台阶沿的连线相平行的直线运动的，其重心的波动很小，运动非常平稳。二、折叠轮椅设计的创新原理本设计所研究的折叠机构是以四连杆组（4-barlinkage）为出发点，利用杆件特殊翻转的特性来作为此折叠机构最初的概念设计。还有就是在测试当轮椅在展开的使用状态时，使用者的体重加诸于轮椅上，

8、所造成结构的应力分布及材料变形，借此了解各部分零件的强度和刚度是否足够，还有要兼顾接头和杆件的强度、加工上的难易程度、杆件与各个零件之间的干涉问题、操作步骤的简便性，并尽量减低轮椅的重量和降低成本等等，以作为生产制造的参考。1、折叠轮椅的结构设计本