【導(dǎo)讀】導(dǎo)下，獨(dú)立研究、寫作的成果。論文中所引用是他人的無(wú)論以何種方式發(fā)。布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人獨(dú)自承擔(dān)。應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法、對(duì)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行分析和再設(shè)計(jì)，考的驅(qū)動(dòng)方案和骨架結(jié)構(gòu)。電動(dòng)輪椅是一種以蓄電池為能源、電子裝置控制驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力輪椅車。適用于高位截癱、偏癱及下肢功能障礙者使用，是一種。國(guó)人口的老齡化越來(lái)越嚴(yán)重，輪椅才有了較快的發(fā)展。國(guó)內(nèi)廠商生產(chǎn)的電動(dòng)輪椅大部分為四輪式和六輪式，一般都具有調(diào)速、翻越簡(jiǎn)單。雖然國(guó)內(nèi)電動(dòng)輪椅研究還不太完善，但在一定的基礎(chǔ)上還是有所。右電機(jī)串聯(lián)連接設(shè)計(jì)，從而具有差動(dòng)速度功能，使電動(dòng)輪椅行駛時(shí)穩(wěn)定舒適、轉(zhuǎn)向可靠。近幾年，還出現(xiàn)了手扶電動(dòng)、可爬梯以及站立式電動(dòng)輪椅。在此基礎(chǔ)上，經(jīng)改進(jìn)后研制出第二代產(chǎn)品，相對(duì)于。瑞典、日本和比利時(shí)等。生產(chǎn)的電動(dòng)輪椅功能強(qiáng)大，除一般功能外，還有可記憶地圖、上下樓梯，而且可以利用2個(gè)后輪站立或行走。

　　

【正文】 點(diǎn)是輪椅轉(zhuǎn)向必須在行駛過程中完成，轉(zhuǎn)向半徑大，而轉(zhuǎn)向角度小，不能實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向，輪椅的靈活性差，使輪椅在室內(nèi)使用不方便。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置分散，占用輪椅底部空間較大。 方案二：后 輪轉(zhuǎn)向式 圖 55 方案二布置示意圖 用兩直流電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)后輪，通過電子差速方式獨(dú)立控制兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)速，兩后輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪椅直線行駛，兩后輪不等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪椅向轉(zhuǎn)速低的后輪一側(cè)轉(zhuǎn)向。通過控制兩后輪速差的大小和不等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向角度。轉(zhuǎn)速差越大，不等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，轉(zhuǎn)向角度越大。當(dāng)一后輪正轉(zhuǎn)，另一后輪反轉(zhuǎn)時(shí)，輪椅可原地 360176。轉(zhuǎn)向。 南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 28 圖 56 后輪相關(guān)角度尺寸 如上圖所示，若輪椅后輪輪距為 L、后輪半徑為 r，要使輪椅在時(shí)間 t 內(nèi)以轉(zhuǎn)向半徑 R均勻轉(zhuǎn)過α角度，需要控制內(nèi)側(cè)后輪以角速度 W1=(RL/2)α /（ r*t）轉(zhuǎn)動(dòng)，外側(cè)后輪以角速度 W1=(R+L/2)α /（ r*t）轉(zhuǎn)動(dòng)。 采用雙直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所需直流電機(jī)功率約為單直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)電機(jī)功率的一半，電機(jī)尺寸可以更小，兩直流電機(jī)及減速器等結(jié)構(gòu)都布置在后輪軸線上，且省去了差速器和前輪的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為緊湊。但求電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩范圍寬，對(duì)電機(jī)性能要求高。使用后轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向靈活，可以任意轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)向半徑轉(zhuǎn)向。 此方案將驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)融為一體，雖只需控制兩直流電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，即可實(shí)現(xiàn)輪椅的驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向。但是轉(zhuǎn)向時(shí)要求控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)精確的控制兩直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，對(duì)控制策略要求更高。 [9][10] 所要設(shè)計(jì)的電動(dòng)輪椅應(yīng)能同樣適應(yīng)室內(nèi)與戶外的使用，要求有較高的靈活度，而轉(zhuǎn)向的靈活度尤為重要，后輪轉(zhuǎn)向方案可實(shí)現(xiàn)輪椅的任意半徑。任意角度靈活轉(zhuǎn)向，前輪轉(zhuǎn)向方案適用于室外寬闊路面小角度大半徑轉(zhuǎn)向場(chǎng)合，室內(nèi)轉(zhuǎn)向困難，幾乎無(wú)法在室內(nèi)使用。綜上所述，決定采用后輪轉(zhuǎn)向式方案。 在后輪轉(zhuǎn)向式驅(qū)動(dòng)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 中，后輪驅(qū)動(dòng)軸被分成兩段半軸，兩直流電機(jī)經(jīng)過固定速比減速器減速分別獨(dú)立驅(qū)動(dòng)兩側(cè)后輪，兩套電機(jī)、減速器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)互不影響，并且分別接收控制系統(tǒng)傳來(lái)的控制信號(hào)。為保證當(dāng)控制系統(tǒng)向兩直流電機(jī)輸出相同控制信號(hào)時(shí)兩后輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向相同，兩直流電機(jī)應(yīng)選用相同南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 29 型號(hào)，相應(yīng)的，兩套減速器和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也應(yīng)具有相同尺寸和傳動(dòng)比。 圖 57 驅(qū)動(dòng)方案單側(cè)示意圖 此系統(tǒng)有兩套背對(duì)的直流電機(jī)和相應(yīng)的減速器及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等都在后輪軸線方向上分布，由于輪椅輪距不可能太大，這就要求直流電機(jī)和減速器的軸向尺寸不能過大。而直流電機(jī)的軸向尺寸 對(duì)直流電機(jī)的額定功率、扭矩等參數(shù)有影響，一般來(lái)說(shuō)，具有越大額定功率、扭矩的同一系列電機(jī)軸向尺寸也越大。所以，在選擇直流電機(jī)時(shí)，應(yīng)特別注意，既要盡可能的選擇較大扭矩的電機(jī)，以減小減速器所需減速比，又要考慮到電機(jī)軸向尺寸的限制。 輪椅行駛中，前輪雖然不做控制，但在后輪差速轉(zhuǎn)向時(shí)，若前輪可隨意偏轉(zhuǎn)，會(huì)嚴(yán)重危害輪椅轉(zhuǎn)向性能和行駛安全。所以必須對(duì)前輪偏轉(zhuǎn)的靈活性加以限制，在前輪轉(zhuǎn)向軸上添加阻尼，以使前輪在受到地面摩擦力矩的時(shí)候才可偏轉(zhuǎn)一定的角度，并在摩擦力矩消失后自動(dòng)復(fù)位。 前輪阻尼裝置的設(shè)計(jì)如圖所示，扭轉(zhuǎn)彈簧一端固 定在輪椅車身上，一端與前輪偏轉(zhuǎn)軸相連，車身與前輪偏轉(zhuǎn)軸之間安裝有推力滾子軸承。當(dāng)前輪受到足夠大的地面摩擦力矩的時(shí)候，前輪偏轉(zhuǎn)軸克服彈簧阻力轉(zhuǎn)過一定角度，以使摩擦力矩與彈簧阻力矩相平衡。當(dāng)摩擦力矩減小或消失時(shí)，前輪在彈簧力的作用下恢復(fù)到初始位置。 南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 30 圖 58 前輪阻尼裝置設(shè)計(jì)圖 防傾裝置設(shè)計(jì) 電動(dòng)輪椅在行駛中突然加速或減速和緊急制動(dòng)會(huì)使輪椅前傾或后傾，小角的前傾或后傾會(huì)影響輪椅行駛平穩(wěn)性，當(dāng)傾斜角過大時(shí)會(huì)使輪椅傾倒，嚴(yán)重危害行駛安全。 合理的分配輪椅整車重量，把輪椅后輪軸位置后移，使輪椅重心位于前后輪之間，靠近后輪的地方，可以減弱輪椅加減速和制動(dòng)時(shí)前后傾的趨勢(shì)。減弱輪椅行駛中的搖擺。但是不可預(yù)知的突發(fā)外力作用依然有可能使輪椅發(fā)生大角度傾斜以致輪椅傾倒。所以，為電動(dòng)輪椅設(shè)計(jì)防傾倒裝置是必要的。 防傾裝置的作用是限制輪椅的最大傾角，以使輪椅只能發(fā)生小角度傾斜，防止輪椅前后傾倒。 防傾裝置有前后防傾輪組成。輪椅平穩(wěn)行駛時(shí)，前后防傾輪不與地面接觸，當(dāng)輪椅前傾一個(gè)較小的角度時(shí)，前防傾輪著地，以防止輪椅更大角度的前傾。如圖所示： 南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 31 圖 59 防傾 裝置示意圖 南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 32 總結(jié) 南昌理工學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ` 33 參考文獻(xiàn) [1]王定 .礦用小絞車 [M].北京 :煤炭工業(yè)出版社 ,1981. 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