下肢障碍者专用车载轮椅升降装置的设计与研究

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1、分类号：TH122密级：UDC：编号：15-080200-10M河北工业大学硕士学位论文下肢障碍者专用车载轮椅升降装置的设计与研究论文作者：代瑞珍学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：机械工程指导教师：张顺心职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMechanicalEngineeringTHEDESIGNANDSTUDYOFWHEELCHAIRLIFTINGDEVICEONSPECIALVEHICL

2、EFORLOWERLIMBDISABLITIESbyDaiRuizhenSupervisor:Prof.ZhangShunxinApril2015原创巧声明本人巧重声明：所呈交的学位论文进行研巧工作所取得的，是本人在导师指导下，成果。除文中己经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体己经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研巧工作做出贡献的其他个人或集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名批広

3、中．：日期Ｕ：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的Ｗ下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）■ＷＳ．中Ｕ学位论文作者签名：个捷日期＼＾：．、导师签名；曰期；Ｍ５中：＿河北工业大学硕士论文摘要世界人

4、口中残疾人的总数高达数亿人，其中下肢残疾人占残疾人总数的30%；同时人口老龄化加剧，行动不便需要乘坐轮椅的老年人也越来越多，所以下肢残疾人和老年人的户外出行问题越来越凸显。为了解决下肢残疾人士和行动不便的老年人乘坐轮椅上下车困难的问题，使该类人群能够独立驾驶汽车出行，拓展其生活空间，改善其生活品质，本课题设计了一种车载轮椅升降装置，使下肢残障者能够在不借助他人的情况下实现乘坐轮椅独立上下车。本课题研究的主要内容有：（1）通过对下肢残障人群的心理需求和生理需求的分析，针对该类人群的特殊需要，首先提出车载轮椅升降装

5、置的设计要求，然后选定车型，确定该升降装置的总体方案，该方案包括主升降机构、动平台回收装置、安全挡板装置以及作为动力源的液压系统。（2）根据对装置运动过程中的极限位置分析以及选定的车厢和轮椅的结构尺寸的限定，确定各构件的尺寸关系，并用MATLAB优化工具箱对尺寸进行优化；运用封闭矢量法进行运动学分析，建立驱动函数；在Solidworks三维建模软件中建立上下车装置模型，并在软件中对其进行干涉检查，验证升降装置的可行性。（3）根据运动学分析得到的驱动函数，利用ADAMS对所设计机构进行运动学仿真，分别得到动平台和

6、液压缸的速度和加速度的曲线图。根据曲线图分析得知，驱动函数可以满足人体舒适度和运动平稳性的要求，进而验证了结构设计和驱动函数的合理性。（4）对主升降机构进行静力学分析，得出受力的极限位置，通过ANSYS分析软件对关键零件在极限位置进行受力分析，验证了该装置的刚度和强度都符合要求。关键字：轮椅升降装置下肢障碍仿真分析静力学分析I下肢障碍者专用车载轮椅升降装置设计与优化分析ABSTRACTThetotalnumberofpersonswithdisabilitiesintheworld'spopulationisu

7、ptohundredsofmillions,andlowerlimbdisabilitiesareaccountedfor30%.Meanwhile,theappearanceofpopulationagingbecomesmoreserious,theelderlywhichactinconvenientlyalsomoreandmore.Hence,theoutdoortravelproblemsoflowerlimbsdisabilitiesandtheelderlyaremoreandmoreobvio

8、us.Inordertosolvetheproblemofgoingupanddownofthewheelchairinthepeopleoflowerlimbdisabilitiesandtheelderlywhichactinconveniently,expandtheirlivingspace,andimprovetheirqualityoflife,thepaperdesign