一种双联星形轮机构电动爬楼梯轮椅的设计

目的：目前已有多种方式的爬楼梯轮椅设想和样车，但因为操作复杂、体积大等，未能家庭实用化。借鉴IBOT3000的爬楼梯方式，设计一种体积小巧轻便，使用简单方便的电动爬楼梯轮椅，来推进爬楼梯轮椅的实用化。方法：采用双联星形轮机构爬楼梯，在平地上行走时，星形轮由一对电动轮毂驱动运动；爬楼梯时，由专用电动机，通过一个行星轮系驱动一对双联星形轮交替运动，完成攀爬楼梯动作。①计算爬楼梯需要的功率P为：P=M&;#215;ω=260W。（爹当楼梯高度为M（M=145mm），行星轮系外壳半径为R3，星形轮半径为R1，R2，（R1=R2），为使行星轮系外壳不与楼梯发生干涉，经计算R1=200mm，R3=1275mm。③选择和设计了2K—H型行星轮系为轮椅爬楼梯的翻转机构。经计算，行星轮系的各个参数满足均布安装和邻接条件。结果：整个外形尺寸相当于普通的轮椅，没有IBOT3000复杂的陀螺重心平衡系统，制造成本明显降低。结论：设计的双联星形轮机构爬楼梯轮椅采用效率高体积小的行星轮系作为爬楼梯机构，以及选用电动自行车轮毂为行走提供动力，使得整个轮椅结构紧凑、重量轻，实用性强。     

行星轮式爬楼梯轮椅的应用研究

目的:为完善行星轮在爬楼梯轮椅上的应用。方法:系统分析"半控"行星轮和星轮行星轮转换式登楼轮的越障爬楼梯机制,比较分析两者在应用方面的优劣势,并对提出的新的"全控"行星轮通过ADAMS软件进行运动学仿真。结果:找出了已有行星轮在应用上的缺陷,并提出了一种新的"全控"行星轮,制作了物理样机进行相关实验。结论:新的"全控"行星轮在爬楼梯轮椅应用上具备优势,能更好地实现轮椅的爬楼梯功能。     

自助爬楼轮椅的稳定性分析

目的:分析本研究设计的自助爬楼轮椅的稳定性。方法:计算链条极限拉伸载荷,针对轮椅容易在楼梯上倾翻这一问题,从两个角度着重分析轮椅的稳定性:①分析履带的长度和宽度对轮椅在爬楼梯时重心位置变化的影响。②分析轮椅在楼梯上的受力。结果:链条的极限拉伸载荷为201.6kN。轮椅爬楼时重心位置可前后移动260mm。左右最大倾角可达32°。轮椅爬楼时沿楼梯方向最小总反力大于重力沿楼梯方向向下的分力。结论:自助爬楼轮椅设计时采用的32A型滚子链条能够满足链条的抗拉载荷要求,链条的结构稳定可靠。爬楼时重心位置可前后移动260mm,左右最大倾角可达32°,足够保证轮椅爬楼时不发生侧翻。轮椅在楼梯上受楼梯的总反力大于重力沿楼梯向下的分力,能够保证轮椅不下滑,自助爬楼轮椅结构设计安全可靠。     

手动爬楼梯轮椅爬行部件的改进

１　手动爬楼梯轮椅爬行原理及存在的问题普通轮椅不具备攀登楼梯和跨越路障的功能,这大大限制了以轮椅为代步工具的下肢截瘫患者及年老体弱者的活动范围。为了解决这一问题,也考虑到我国多数轮椅使用者目前的经济承受能力,爬行装置不应过分复杂。清华大学精仪系康复研究中心首先开发了手动爬楼梯轮椅〔２〕。它是在普通轮椅上加设一套爬楼梯执行机构和驱动系统而成,即可以在平地行驶,又可以仅凭借使用者双臂的力量使轮椅上、下楼梯。该爬楼梯轮椅的结构简图见图１,其主要特点是在普通轮椅的两侧各加设一套由平行四边形机构组成的爬楼…     

多姿态变换声控轮椅车研究

目的:设计一种多姿态变换声控轮椅车,以帮助偏瘫患者或老年人实现高处取物、下肢锻炼、平躺休息.方法:通过四连杆等机构实现坐、躺、站三种姿态变换,并设计了电动轮椅语音模块的硬件电路,包括语音识别模块、MCU控制模块及电动推杆控制电路.采用模块化思想,完成了多功能电动轮椅驱动控制系统的软件设计与开发,并联合硬件电路与软件程序进行实验调试.结果:通过不同语言和特定人员语音命令识别实验,证实本文设计的轮椅可以实现语音控制姿势转换和行驶的功能,并获得语音控制成功率.结论:机械结构结构与控制系统设计合理,方案可行.     

痉挛型脑性瘫痪儿童轮椅适配情况的调查

目的:调查研究痉挛型脑瘫儿童轮椅适配情况。方法:参照世界卫生组织发布的轮椅服务教程,编制脑瘫儿童轮椅适配情况评价表,由专业人员逐一对来自陕西、湖南、深圳、北京的四个地区的康复机构收治的正在使用轮椅的89例痉挛型脑瘫患儿轮椅适合性进行了评估。结果:本研究从轮椅的基本结构和姿势支撑装置两方面进行评估,结果显示,在所有调查的痉挛型脑瘫儿童中,43.8%患儿的轮椅经过了专业人员评估适配,大约有9%的患儿获得了较为适合的轮椅;专业人员评估适配的轮椅较自己挑选的更为适合患儿(P0.05),重度运动功能障碍的患儿的轮椅不适合现象明显多于轻中度的患儿(P0.05)。结论:专业化的轮椅适配服务在康复机构中有了一定程度的认识,但适配正确率仍然较低,辅助器具适配服务专业化程度和专业能力需要进一步提升。     

膝关节康复机器人腿部人机界面设计研究

目的:遵循人机工程学原理,设计康复训练机器人合理的腿部人机界面,以使得伤残者在进行膝关节康复训练时腿部受力合理、感觉舒适。方法:选取体格健壮的成年人4名,针对某型号膝关节康复机器人测定康复训练中主动模式下受试者小腿部受力数值;采用RSSCAN公司的足底压力测试系统测试受试者腿部在承受以上压力的情况时、不同人机界面情况下小腿受力的分布情况。结果:腿部压力主观感受测试中不合理的小腿夹持器人机界面使受试者感觉不适,小腿出现皮肤磨破、肌肉酸痛等不良反应;曲率半径为80mm和70mm时其中三位受试者的测试感觉较舒适,另外一名当曲率半径70mm和60mm时主观感受比较舒适。在腿部压力分布测试中曲率二(R=80mm)对应的最大压力数值最小,压力分布比较均匀。结论:由实验可得,小腿夹持器下表面曲率半径比小腿围换算圆半径(将小腿截面近似作为圆,以L=2πR,由圆周长计算半径R)大10—20mm左右压力基本达到等压,受试者反馈也比较舒适。对于不同腿围的受试者,合理的小腿人机界面曲率半径在一定范围内,且此范围取决于受试者的小腿围。     

运动诱发性癫痫1例

临床资料:女性,59岁,干部.10年前于行走时发生晕倒,急诊时测血压为85/55 mm Hg,经对症治疗后好转.以后常于行走时发生晕倒.3年前病情加重,每行走10余米远时即诱发晕倒,而以轮椅代步.每次晕倒时均无昏迷、抽搐、大小便失禁.长期按心血管疾病诊治但不能控制行走时晕倒的发生.     

基于双平行四边形机构多姿态轮椅的设计

目的 设计一种多姿态轮椅,以满足下肢功能障碍者的多种使用需求。 方法 针对现有多姿态轮椅结构笨重、驱动冗余等缺点,基于双平行四边形机构,提出一种简单、可靠的多姿态轮椅机构形式。旋转驱动正反转驱动双平行四边形机构带动轮椅各部分运动,实现三姿态变换,其中,椅背和腿托耦合运动实现坐姿与仰卧姿态的变换,椅座和椅背耦合运动实现坐姿与站立姿态的变换。对轮椅进行基于均布载荷的力学分析,计算旋转力矩。 结果 从坐姿变换为仰卧姿态时,驱动力矩随着转动角度的增大而增大,并达到一个峰值;从坐姿变换为站立姿态时,驱动力矩随着转动角度增大而逐渐减小。在Adams软件中进行动力学仿真验证,计算结果与仿真结果基本一致。 结论 该轮椅机构有助于实现多姿态轮椅的轻量化设计,满足智能多功能轮椅的设计需求。     

可躺可立式电动轮椅结构设计与运动学仿真

目的:为老年人以及下肢功能障碍的残疾人提供一种合适的代步工具。方法:提出了一种可躺可立式电动轮椅结构设计的方案,分析其工作原理,并建立了数学模型。根据人机工程学中的人体结构测量数据及轮椅结构几何关系,设计了轮椅关键部位的尺寸参数。运用Solidworks2010对轮椅结构进行了运动学仿真。结果:获得运动过程中关键部件的角度曲线以及各铰链点的位移曲线。结论:该结构设计合理,方案可行。