智能輪椅開題報告(編輯修改稿)
2025-04-22 01:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 米以下的樓梯上爬上爬下，還能跨過最高不超過15厘米的障礙。此外，它還可以在沙灘、斜坡和崎嶇的路面上前進，并能爬上不那么陡的小山坡。 在殘障人士看來，iBOT最了不起的本領“金雞獨立”才是最讓他們感覺體貼的功能。它把他們升到正常人高度，使他們能夠完成諸如到書架上取書、靠在吧臺上喝酒等普通人能夠做的動作，更重要的是，它給患者一種平等的感覺，這對幫助患者建立自信來說太重要了。 具備自我姿態(tài)平衡穩(wěn)定功能，使用智能手柄操作。最大爬坡能力30度，最大臺階高度21CM，售價30000美元。 iBOT配備了一套計算機傳感器和陀螺儀，具有很強的自動尋找平衡能力。它有4個同樣大小的輪子，上樓梯過程中，乘坐者背靠樓梯，手扶樓梯把手，當身體重量落在兩個后輪上時，前面兩個輪子就會抬起，從后輪上面翻轉過去，落至更高一級的樓梯上。乘坐者通過這種調(diào)整重心的辦法，可以操作輪椅兩對輪子不斷翻轉，沿樓梯一級一級向上移動。下樓時原理類似，乘坐者仍面向樓下，通過身體前傾來控制輪椅的運動。據(jù)介紹，由于其獨特的平衡能力，輪椅在上下樓梯的過程中始終能保持穩(wěn)定，座位也一直處于水平。不過，在沒有他人輔助的情況下，乘坐者想要獨立的上下樓，至少必須一只手具有活動能力。 iBOT采用輪式機構，具有多種運行模式，既能在平坦路面上快速行走，也能爬樓梯穿斜坡，這些都是我們需要借鑒的地方，但為了能夠保持始終平衡、自動調(diào)整重心，iBOT使用了多個傳感器和陀螺儀系統(tǒng)，這當然會提高輪椅的自動行走能力，但無疑很大程度上加大復雜程度和成本、價格，對推廣來說造成很大困難。本次設計要避免一味追求全自動化的傳統(tǒng)設計理念，改用電機驅動+手工輔助的方式，由輔助人員來完成上下樓梯過程中的重心調(diào)整難題，避免復雜的平衡系統(tǒng)，必將大大降低成本。 3. 課題設計的主要內(nèi)容首先，通過分析比較國內(nèi)外三種主流的爬樓機構，結合實際情況，選擇星輪式作為爬樓輪椅爬樓裝置。裝置需要采用一個或多個電機控制其平地運動和爬樓運動。其次，為了提高使用安全性，需要對由人和裝置組成的系統(tǒng)的重心作適時調(diào)節(jié)，應盡量降低重心使其運行平穩(wěn)。由于樓梯具有一定的傾角，前后著地之間水平方向的距離減小了，在下樓時系統(tǒng)容易前傾，重心靠近前支點；相反，上樓時系統(tǒng)易后仰，重心靠近后支點，這都使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低。隨著樓梯傾角的增加，這種問題更加明顯，因此必須采用一定的措施適時的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重心。人的重量在整個系統(tǒng)中占有很大的比例，因此通過調(diào)節(jié)座椅相對于裝置的位置便能改變系統(tǒng)的重心；同時通過調(diào)整機構自動調(diào)節(jié)座椅的傾角，使之大體保持水平。此外，處于安全性考慮，為智能輪椅安裝保險剎車裝置，在有需要的時候使輪子鎖死，防止意外的危險發(fā)生。對于如何實現(xiàn)平地模式與爬樓模式之間的平滑切換也是重要的問題，通過減速器控制，使使用者能控制電機轉速，達到切換模式的目的。 星輪式爬樓輪椅的爬樓機構由均勻分布在“Y”型、“五星”或“+”字形系桿上的若干個小輪構成。各個小輪既可以繞各自的軸線自轉，又可以隨著系桿一起繞中心軸公轉。在平地行走時，各小輪自轉，而爬樓梯時，各小輪一起公轉，從而實現(xiàn)爬樓梯的功能。目前星型輪機構爬樓輪椅不論是Y型、十字型還是五星型，由于其星輪輪距和深度固定，而樓梯臺階的高、寬尺寸不一，在爬行中容易出現(xiàn)錯位打滑現(xiàn)象，存在的安全隱患。國內(nèi)星型輪爬樓機由于沒有防滑制動功能，在上下樓時需要人力牽引以防止其往下滑行，對于自重近50公斤的
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