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1、 毕业设计 手动变速轮椅设计三6 机械工程系 学生姓名： 学号： 机械设计制造及其自动化系 部： 专 业： 指导教师： 2015年 6 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书设计题目： 手动变速轮椅设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 学生： 指导教师（含职称）： ） 1课题意义及目标 该手动变速轮椅主要使用人群多为行动不便的老人。为了便于在多种情况下使用，因而要求三个档位，保证上坡时有较大扭矩，使上坡更有力；且便于换挡操作；轮椅安全可靠
2、，操作简便、省力，且可以考虑附加一些便于年老者使用的特殊装置。2主要内容 该课题旨在设计一款轻便省力，安全可靠，经济实用的变速轮椅。学生应在了解手动变速轮椅构造及主要特点的基础上大胆创新，拟定并论证总体方案；进行合理的传动设计与结构设计。 1）毕业设计论文一份；2）传动系统图；3）结构装配图；4）零件图若干3主要参考资料1 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册，高等教育出版社，2006.5.第3版2 濮良贵，纪名刚.机械设计，高等教育出版社，2010.5.第17次印刷3 叶文杰.人机工程学在机械设计中的探索与实践，轻工设计J.20114进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1拟定并论证总体方案3
3、月3日3月23日2进行传动设计3月24日4月13日3结构设计及校核计算4月14日5月4日4绘制结构装配图及零件图5月5日6月1日5完成毕业论文及答辩工作6月2日6月22日审核人： 年 月 日手动变速轮椅设计摘 要：本设计的变速轮椅是一款电动轮椅，它是一款以电能为动力的直流电机驱动的产品，具备方便快捷、车速平稳、经济适用的特点。适用于年老体弱者使用，是一种相比之下很实用的代步工具。可是有关此产品的店家的电动轮椅价钱一直颇高，难以普及。设计开发一款经济适用的电动轮椅会比较有市场。在国内外电动轮椅的机械部分的基础上，运用先进设计理论及措施，对驱动方式、机械结构设计进行剖析。最终，提出一种后轮驱动的驱
4、动方案。在这种驱动计划上，设计了与之相配的减速器及变速机构。车身设计采用了简化的车身骨架，构造稳固、简洁轻巧。电动轮椅的机械部分系统设计，为新型低成本轮椅设计打下了基础，提供了一种可靠方案。关键词：电动轮椅，机械系统，驱动方式，变速机构 Manual transmission wheelchair designAbstract：The variable speed wheelchair designed by this thesis is an electric wheelchair, it is an electric product driven by DC motor,it have t
5、he features of convenient and quick, stable speed and economic application. It is suitable for the elder and infirm, and it is a very practical tool of transportation.But the electric wheelchair price of this product in many stores has always be high,so it is difficult to popularize.The design and d
6、evelopment of a motorized wheelchair economically will have the market.On the basis of the mechanical parts of the electric wheelchair,by the use of advanced design theory and measures to analyses the driving mode and the mechanical structure.And finally a rear-wheel-driving mode is presented.In thi
7、s driving plan,the matching reducer and transmission mechanism is showed up.The body design uses the simplified body frame,the structure is firm and compact.The mechanical design of the electric wheelchair provides a reliable method for the new type of low cost wheelchair design.Keywords:Electric wh
8、eelchair，Mechanical system，Drive mode，Variable speed mechanismI 目 录1 前言11.1 课题背景及意义11.2 国内外研究现状22 系统设计52.1 设计分析52.1.1 设计思路52.1.2 设计主要工作52.1.3 设计的难点62.2 轮椅驱动及转向系统设计62.2.1 驱动系统设计62.2.2 转向系统设计62.3 后轮转向及驱动系统设计92.4 车身设计103 详细设计123.1 变速器结构设计123.1.1 变速器材料选择123.1.2 变速器链轮飞轮设计133.1.3 变速比153.2 减速器设计163.2.1 电动机
9、的选择163.2.2 蓄电池的选择173.2.3 内部传动设计计算183.2.4 轴的计算213.3 变速轮椅的基本参数234 结论及展望25参考文献26致 谢27II太原工业学院毕业设计1 前言1.1 课题背景及意义 根据人口调查报告指出：全球人口会在近二十年内显著增长，会增长到原来的1.6倍，而老龄化也是现在社会的主要问题之一，总人口的增长，也会导致老年人口的增长，老龄化会更加快速，以现在开始40年左右，全球老年人口就会翻倍。我国作为人口最多的国家，避免不了是老龄化最严重的国家，目前我国的老年人口达到1.43亿，已经达到总人口的百分之十。而因为疾病或者其他原因导致腿脚不便的，需要辅助工具或
10、代步工具来行走的，也达到了3200万，而且还会不断增长，这个问题避免不了1。随着老年人口的增多，尤其是腿脚不便的老年人，他们的社会需求也会随着加大，他们会更需要人们服务以及照顾。为了方便老年人的日常生活与出行，设计一款舒适简洁，安全有保障的辅助代步工具越来越必要。而使老人等功能障碍群体能够充分享受现代高新技术带来的便利，对实现2015年我国“人人享有康复服务”的国家战略目标，促进社会和谐稳定具有重大意义2。轮椅这一代步工具是服务老年人的主流道具，而随着机械技术的不管提高，变速轮椅也会成为一种趋势。研究并开发实用的手动变速轮椅具有非常重要现实意义。 社会的发展和人类文明程度的提高，人们特别是老年
11、人愈来愈需要运用现代高新技术来改善他们的生活质量和生活自由度。每年均有成千上万的老年人丧失一种或多种能力（如行走、动手能力）3。正因为如此，所谓的新型技术与新型产品就更应该满足老年人的需求。本课题研究的变速轮椅作为代步工具的一种，主要用来辅助老年人和残疾人的日常生活和工作，是对他们弱化的肌体功能的一种补偿。同时作为代步工具的时候还可以完成简单的日常活动。该变速轮椅主要使用人群多为行动不便的老人。为了便于在多种情况下使用，因而要求三个档位，保证上坡时有较大扭矩，使上坡更有力；且便于换挡操作；轮椅安全可靠，操作简便、省力，且可以考虑附加一些便于年老者使用的特殊装置。1.2 国内外研究现状 对于轮椅
12、系统来说，国外的研究水平明显高于我国，绝大部分进行的都是智能轮椅方面的研究。在国外的很多高校和科研单位做过很多这方面的设计开发，它们在电动轮椅的起初设计上，向智能化发展迈进。因为芯片与软件的开发水平较高，所以已经出现了很多款智能轮椅。如美国麻省理工学院WHEELESLAY项目，法国VAHM项目，德国乌尔姆大学MAID项目，西班牙SIAMO项目，加拿大AAI公司TAO项目，欧盟TIDE项目等都在做开发4。可是智能轮椅的多功能型会导致价格颇高，就我国的消费水平来看，绝大部分都不能购买。第一款设计来发出的智能轮椅是英国率先制造的，主要体现出了人机一体化的特点，而且设计了全自动、半自动、手动三种操作，
13、系统的多功能化是为了适应外面环境的结构和形态。德国率先开发设计了第二阶段的智能轮椅，相对于第一代产品来说，第二代主要针对面向的用户做了改善，它最大的特点就是自动识别和判断出行驶的前方是否有行人挡路，但是价钱提高了很多。自1986年英国开始研制第一辆智能轮椅以来，许多国家投入大量资金研究智能轮椅。1989年法国开始研究VAHM项目，第一阶段的智能轮椅由轮椅、PC486、超声波传感器、人机界面和一个可匹配用户身体能力转换的图形屏幕组成，设置为手动、自动、半自动三种模式，手动时轮椅执行用户具体指令和行动任务；自动状态时用户只需选定目标，轮椅控制整个系统，此模式需要高度的可靠性；半自动模式下用户与轮椅分享控制。为了更好适应用户需求，研究者在康复中心进行了一系列调查，得出结论：系统必须是多功能的，不仅应适应残障人士的生理和认知能力，也应适应环境的结构和形态。在此基础上，经改进研制出第二代产品，相对于第一代产品，其功能更丰富，面向用户范围更广，性价比更好，改良了大量控制。德国乌尔姆大学在一个商业轮椅基础上研制了轮椅机器人MAID，在乌尔姆市中心车站的客流高峰期及1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅环境中进行了实地现场表演。该轮椅机器人在公共场所有大量乘客的拥挤环境中，通过了超过36小时的考验，能够自动识别和判断出行驶的前方是否有行人挡路，或是否
