电动爬楼载物车的设计与研究

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1、长春工业大学硕士学位论文摘要爬楼载物车的设计与开发应用，是现代服务机器人渗透到社会生活的重要体现。爬楼载物车作为体力劳动者、残疾人、老年人日常携物上下楼梯的辅助工具，对于减轻社会人群爬楼负担，增加他们出行的灵活度，具有重要的意义。本文的来源取自国家863计划“残疾人／老年人助行系统”，由其系统衍生出的项目课题。随着当代社会城市化建设的加快，医疗保健的进步，社会人口老龄化的趋势日益严重，老年人等人群携物上下楼梯难问题也目趋凸显。爬楼载物车可以作为普通市民和体力劳动者日常工作生活中携物辅助工具，普通市民和体力劳动者可以借助爬楼载物车的辅助

2、作用，较为方便地解决高层建筑携物上下楼梯难问题。国外一些科研机构和厂商，已经陆续研发出一系列的爬楼载物车，并且少量产品已投入市场，然而高昂的价格使得爬楼载物车的批量化规模化生产难以落实，该种科技成果的受众人群范围较小，爬楼载物车行业仍处在发展阶段。我国国内的爬楼载物车行业刚刚起步，并且发展缓慢，具有完整攀爬爬楼功能的载物车产品在国内尚不成熟。该行业的起步与发展极大的促进了城市居民生活质量的提升，在一定程度上为科技文明的应用起到了促进作用。因此，设计开发出成本低廉、功能合理、使用便捷的爬楼载物车具有重要的现实意义。本文首先在查阅大量资料

3、的前提下，结合实现爬楼过程的合理性，设计出一种链脚式爬楼装置，并分别对传动系统、动力系统以及控制系统进行了设计，通过Solidworks软件对整套爬楼装置结构进行设计，并完成爬楼载物车的实体建模；借助CAE软件对模型进行仿真分析，包括基于机械系统运动仿真软件ADAMS，对建立的模型虚拟样机进行动力学仿真，时时模拟爬楼载物车在爬楼过程中输出端以及重要构件相关运动参数的变化情况，验证整套装置的动力学输出是否符合要求，并借助有限元分析软件ANSYS对爬楼载物车关键部件进行强度与刚度分析，在验证工作可靠性的基础上对关键构件进行轻量化设计，为爬

4、楼载物车后续的轻量化处理提供了参考依据；最后对试验样机进行空载和负载的验证，在实际工况下的爬升速度等参数满足预期设计要求，为助力爬升装置的研究打下了坚实的基础。关键词：爬楼装置动力学仿真虚拟样机有限元仿真轻量化设计万方数据长春工业大学硕士学位论文IIllllUIIlllllllIllIIIlAbstractY2鸯鲍麴1Thedesignandapplicationoftheclimbingstairsloadingvehicleisagreatembodimentofthemodemservicerobotsinfiltratingt

5、hesociallife．Asakindofauxiliarytool，theclimbingstairsloadingvehiclehelpmanualworkers，thedisabledandtheelderlycarryingthingswalkupanddownthestairsinmeirdailylife．Ithasthevastimportance／vitalsignificancetoeasetheirburdenwhentheyclimbstairsandincreasetheflexibilitywhenthey

6、goout．TheoriginofthispapercomesfromtheNationalHigh-TechResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program)，the”Disabled／oldWalkerSystem”，andtheprojectderivesfromit．Withtheincreasinglyfastdevelopmentofurbanizationandtheprogressinmedicalcare，someproblemslikeagedtendencyofpop

7、ulationaregettingmoreserious．Thustheproblemthattheelderlyorthemaimedcarriesthingsupstairsquietdifficultisbecomingmoreclear．ThereforeakindofcarryingcartthatCarlclimbstairsundoubtedlycouldbeservedasausefultooltohelpordinarycitizensandmanualworkersinourdaily1ife．Wimthestai

8、rclimbingvehicle，thosepeopleCancarrythingsonhigh-risebuildingsconveniently．Someforeignresearchinstitutionsandm