创新型多功能轮椅设计
轮椅作为残疾人生活中的一个重要的装备，本身需要给残疾人带来方便。现在许多轮椅都存
在着在较窄的地方转弯不方便的问题（如在比较窄的地方不能实现大角度转弯），同时许多
手动轮椅都是用手直接去驱动轮子，这样手很容易被弄脏。按照这些思路，本设计提出了集
驱动、任意角度旋转、站立、躺下为一体的轮椅，此轮椅能够让残疾人更方便地使用轮椅，
对于喜欢游玩的残疾人来说此轮椅可以为残疾人提供更方便的出行，在外出时遇见道路问题
时可以更方便的解决，同时可以根据用户的想法实现站立和躺下的功能，这样可以给残疾人
更多自由的空间，并且此轮椅不需要别人的帮助就能完成很多功能，使得残疾人出行更加独立。
一、多功能轮椅的工作原理
本设计包括驱动系统:通过摆杆带动遥杆旋转从而带动齿轮，再通过齿轮带动链条最后带动主动轮转动；站立系统：当用户想要站立的时候，可以通过扶手上的控制器，控制前后推杆实
现站立效果；助躺系统：通过控制器控制前方的推杆以及椅子靠背上的电机实现椅子的躺下；刹车系统：用户通过将左手方摆杆向下压去带动钢丝最后带动装在主动轮上的刹车片启动刹车，实现在必要的时候减速；方向控制系统：通过用手捏合手柄前方的摆杆带动摆杆上的钢丝，钢丝带动前方的小轮从而实现转弯；定轴旋转系统：通过用户右手方的摇杆摇动带动竖
直的传动齿轮,传动齿轮与地板齿轮相互啮合，从而实现定轴转动。下图为轮椅的实物模型。
二．多功能轮椅的装备设计
2.1整体设计
轮椅本身需要给用户带来安全感及舒适感，因此针对于外形，本设计采用四个万向轮加上中
心一个主动轮，另外前方加一个转向轮的方式构成机架，这种结构使得整体结构稳定，而且
外观上具有安全感，同时在万向轮以及主动轮上方装有减震弹簧，使得在崎岖的路上行驶较
平稳，有效地减小了振动。再者，在轮椅上装有刹车系统，通过椅子后面的把手和座位左方
摆杆均可启动刹车。整体上结构分布均匀，重心处于中心且较低的位置，总体轮椅处于稳定
状态。
2.2驱动系统结构设计
本系统设计主要采用一对对心摆动导杆机构，此机构有以下特点：a.不存在死点b.传动比较
平稳c.在驱动的时候使手的位置处于比轮子高的位置，并且在驱动的时候双手处于交叉来回
的状态，这样使得在驱动的时候手不会感到累。同时驱动系统采用链条传动，这使得整体协
调平稳。
2.3站立及助躺系统的设计
此系统针对于一些下肢并非完全无力且上肢有力的残疾人，当残疾人外出想要站立或者躺下时，这两系统便有了作用：由于站立时需要较大的力，所以本设计采用后置的两个推杆，推
杆一端固定在底座，一端固定在固定机架上，对于前方放脚处仍装有同样的推杆，在椅子的
后面具有蜗杆蜗轮机构，这些装置都装有对应的控制器，由于站立时主动轮不能随椅子一起
移动，因此此处设计为主动轮上方与椅子坐垫处可以分开；当需要站立时，控制这三个装置
协调（前方推杆向下降，后方推杆向上升，椅子靠背向转）从而实现站立；躺下时可以通过
类似的方式来实现，同时在躺下时应该把靠背上可旋转撑杆旋转支撑到底座上以增强轮椅的
稳定性，防止出现倾倒现象，在椅子躺下时可以将椅子靠背后方的可旋转板转出来，此板可
以支撑用户的手，使手更加放松。
2.4旋转系统设计
由于现有的大部分轮椅不能在较窄的地方实现转弯，使得轮椅在较窄的地方使用很不方便，
因此针对此种现象设计了此种能定轴任意角度旋转的机构，此机构由一个摇杆，一个传动齿轮，机架上自带的固定内齿轮这几个主要机构构成，同时两个机架盘上存在环形导轨，导轨
上存在四个钢球，钢球连接了上下机体（上下机体正好在两个机架盘出分开），当旋转时，
钢球在导轨上滑动从而实现上下机体相对运动。同时为了配合旋转，在旋转时通过座位左方
的摇杆可以将主动轮提升上去（与主动轮同轴线的有主动轮，弹簧，与座垫相连的空心轴），防止旋转时主动轮与地面形成摩擦。在旋转时应该先提升主动轮，摇动座位右方的摇杆，带
动齿轮旋转从而实现定轴转动。
三、主要机构材料选择
本着重量要轻且节约材料并且装备要稳定的原则，建议此轮椅主要结构材料选择如下：
普通支架（包括轮椅上的杆件，万向轮上的柱等等）：铝合金
机架盘：用环形钢槽嵌入特殊塑料制成
椅子本身：特殊塑料
其他材料根据实际标准选择。
结束语：
本设计利用CATIA为基础进行设计，通过标准的建模方式以及机构分析和实时的运动仿真，
设计出了这种多功能轮椅。通过分析，此轮椅具有实际的使用价值，能够为残疾人提供更方
便的出行方式。
参考文献：
[1].孙桓，陈作模.机械原理[M].八版.北京：高等教育出版社，2013.
[2]吕仲文.机械创新设计[M].北京：机械工业出版社，2004.
[3]余跃庆.现代机械动力学[M].北京：北京工业大学出版社，2001.
智能轮椅的设计与制造 第一章：引言 智能轮椅是一种创新型的机动设备，可以为身体残疾人士提供 更加方便的出行方式。它集成了一系列的智能化技术，例如自动 导航、语音识别、智能控制等，大大简化了人们日常出行的流程。尤其在残疾人士需要自主出行或在无人协助下单独生活的情况下，更加突显出了智能轮椅的价值。本文将重点介绍智能轮椅的设计 和制造，为读者深入了解智能轮椅打下基础。 第二章：智能轮椅的系统架构 智能轮椅是由多个模块组成的复杂系统。通常，它可以分成以 下五个模块：智能控制系统、操作面板系统、通讯系统、座椅系统、行驶系统。 1. 智能控制系统：它是智能轮椅最重要和核心的部分，用于控 制轮椅的各种行为，例如移动、停止、转弯等。智能控制系统通 常由电子控制器、电池和电机组成。其中，电子控制器是智能轮 椅的“大脑”，它负责集成所有传感器和执行器以及进行实时控制，控制轮椅的运动，从而使得智能轮椅能够实现自主移动。 2. 操作面板系统：它是智能轮椅的界面模块，提供给用户一个 方便的交互界面。通常，操作面板中包含屏幕、按键和语音识别
系统。语音识别系统可以让残疾人士通过语音命令控制轮椅，以 便更方便地控制并与轮椅交互。 3. 通讯系统：它是智能轮椅的信息交换模块，用于与外界进行 信息交互。通讯系统包括Wi-Fi网络和蓝牙连接，以便与智能手 机或其他外部设备进行连接。 4. 座椅系统：它是智能轮椅的一个重要模块，负责提供座椅支 撑和安全性，让使用者更加舒适和安全。座椅系统可以提供轮椅 抬升功能，使残疾人士与普通人同等接触。 5. 行驶系统：它是智能轮椅的运动控制模块，用于控制轮椅的 移动和停止。行驶系统包括轮胎、电机、传感器、制动器，以及 提供适当的行驶方向和速度控制。 第三章：智能轮椅的具体设计 1. 主控板：主控板是智能控制系统的核心，主要包括微控制器、电机驱动器和加速度传感器。微控制器是轮椅主控板的“大脑”， 负责对传感器采集到的数据进行处理，控制电机驱动器对轮胎进 行有效的控制。 2. 电源管理系统：智能轮椅需要大量的电能供应，这就涉及到 了电源管理模块。电源管理模块可以将电池的电能转换成轮椅系 统所需要的电能，并且还可以为智能轮椅提供合适的充电环境。
智能轮椅理念设计 智能轮椅是一种基于人工智能技术的智能移动辅助设备，旨在为行动不便的人群提供便捷、安全的移动解决方案。智能轮椅的理念设计围绕着以下几个方面展开。 首先，智能轮椅应具备智能导航功能，能够通过激光雷达、摄像头等传感器感知周围环境，实时构建地图并规划最佳路径。用户只需通过简单的语音指令或轻触屏幕，智能轮椅即可自动导航，避开障碍物、规避危险区域，为用户提供更加安全和便利的出行体验。 其次，智能轮椅还应该配备智能遥控系统，用户可以通过手机应用或遥控器对轮椅进行远程控制。这一设计可以大大增加日常生活中用户对于轮椅的控制自由度，使得用户可以在较远距离处进行遥控操作，例如用户可以在室内进行远程控制，避免不必要的出行。此外，智能遥控系统还可以为用户提供远程呼叫、追踪等功能，确保用户的安全。 此外，智能轮椅还应该结合人工智能技术提供定制化的智能辅助功能。例如，智能轮椅可以通过语音识别技术实现语音控制，用户只需通过语音指令即可实现轮椅的启动、停止、转向等操作；智能轮椅还可以通过人脸识别技术实现用户身份识别，实现个性化的设置和存储用户偏好，为用户提供个性化的座位和驾驶控制；此外，智能轮椅还可以结合生物传感器技术，例如心率、血压传感器等，为用户提供身体健康监测和提醒功能，提供更加贴心的健康关爱。
最后，智能轮椅的设计还应该考虑到人性化的外观和舒适性。智能轮椅的外观设计应该简洁、时尚，符合人体工学原理，提供舒适的座椅和扶手设计，为用户提供舒适的乘坐体验。 综上所述，智能轮椅的理念设计应该结合智能导航、智能遥控、个性化辅助功能和人性化设计等多方面因素，旨在为行动不便的人群提供更加便捷、安全和舒适的移动解决方案。随着人工智能技术的不断发展和应用，相信智能轮椅将能够实现更加智能化和个性化的设计，为用户带来更好的生活体验。
智能折叠轮椅设计理念 智能折叠轮椅的设计理念是为了提高用户的便携性和舒适性。在现代社会，人们的生活步伐越来越快，出行的需求也变得更加多样化。常规的轮椅在折叠和携带方面存在着困扰，而智能折叠轮椅通过引入智能技术和创新设计，为用户带来了全新的出行体验。 首先，智能折叠轮椅具有智能化的折叠功能。传统的折叠轮椅需要手动进行操作，而智能折叠轮椅通过引入传感器和电动机械结构，能够自动感知用户的需求，实现一键式的折叠和展开。比如，当用户需要将轮椅折叠起来时，只需按下一个按钮，轮椅便能自动折叠起来，方便用户在有限的空间内存放或携带。 其次，智能折叠轮椅注重用户的舒适性。轮椅座椅的舒适度对于用户来说非常重要，影响着他们的长时间使用体验。智能折叠轮椅的座椅设计采用了人体工学原理，加入了舒适的填充物和可调节的座椅角度，能够根据用户的身体状况和个人喜好进行调整，提供更好的座椅舒适度。 另外，智能折叠轮椅还具备智能安全功能。对于轮椅来说，安全性是最基本的要求之一。智能折叠轮椅引入了智能传感器和控制系统，能够实时监测用户的姿势和平衡状态，防止用户发生意外。当用户的姿势出现异常时，轮椅会自动发出警示，提醒用户调整姿势，确保安全。 最后，智能折叠轮椅注重环保可持续发展。传统轮椅的设计材料和制造流程存在一定程度上的环境污染和资源消耗。智能折
叠轮椅的设计理念包括可回收材料的使用和可拆卸结构的设计，既降低了对环境的影响，又方便了轮椅的维护和更换零部件。 综上所述，智能折叠轮椅的设计理念是提高用户的便携性和舒适性。通过智能化的折叠功能和舒适的座椅设计，为用户提供更方便、更舒适的出行体验。在智能安全功能和环保可持续发展方面，智能折叠轮椅也注重用户的安全和环境保护。这种将智能技术与轮椅设计相融合的创新思路，展示了智能折叠轮椅在未来的发展前景。
基于单片机的多功能轮椅设计方法-概述说明以及解 释 1.引言 1.1 概述 概述部分的内容应该包括对所设计的多功能轮椅的简要介绍，概括设计的目标和意义。以下是可能的内容： 概述： 随着社会的不断进步和人们对生活质量的要求不断提高，多功能轮椅作为一种智能化康复辅助设备，正在逐渐受到人们的关注和重视。本文旨在基于单片机技术，设计一款功能多样且智能化的轮椅，以满足残疾人士的日常生活和移动需求。 在多功能轮椅的设计中，我们注重提高用户的舒适性、安全性和独立性。通过引入单片机技术，本设计方案能够实现多种功能，包括电动推进、智能导航、体位调整等。而且，该设计还考虑到残疾人士的不同需求和特殊情况，为他们提供更完善的康复辅助服务。 本设计方案的意义在于，通过单片机的应用，我们可以大大提高轮椅的智能化程度，使残疾人士的日常生活更加独立和便利。此外，多功能轮椅的设计还有助于改善康复治疗过程，促进残疾人士的康复进程。它不仅
提高了残疾人士的生活质量，还为他们创造了更多的就业机会，促进了社会的融合和发展。 我们将在接下来的章节中详细介绍本设计方案的具体内容和技术要点。首先，我们将介绍设计方案中的几个关键要点，包括电动推进系统、智能导航系统以及体位调整系统等。接着，我们会对这些要点逐一展开讨论，并对其进行详细的设计和分析。最后，在结论部分，我们将总结本文的主要内容，并展望未来多功能轮椅设计的发展趋势。 通过本文的研究和设计，我们期望能为残疾人士提供更好的康复辅助服务，为他们的生活带来更多的便利和舒适。同时，我们也希望通过本次设计经验，为相关领域的研究者和设计者提供一些借鉴和参考，推动多功能轮椅技术的发展和创新。 1.2 文章结构 文章结构部分的内容可以包括以下内容： 文章结构部分的目的是为读者提供一个清晰的概述，以帮助他们了解本文的组织和内容。本文分为引言、正文和结论三个部分。 引言部分是文章的开端，旨在引导读者进入主题。在引言中，我们将对多功能轮椅的设计方法进行概述，介绍其背景和重要性。
手推折叠轮椅设计说明书机械创新设计论文 (一) 手推折叠轮椅设计说明书机械创新设计论文 1.背景介绍： 随着人口老龄化问题的日益严重，轮椅的使用范围越来越广泛。而市场上的轮椅多为单用途、不适合携带等问题，且手推折叠轮椅多为体积庞大，不易携带，操作不便等问题。本设计旨在研发一款手推折叠轮椅，满足便携、适用多种场合等需求。 2.设计内容： 本设计采用机械创新设计，包括以下几个方面。 1)框架设计：采用可折叠铝制框架，轻便易携带，而且强度高，适用多种场合。 2)轮胎设计：采用充气橡胶轮胎，减震效果好，且能够在多种路面情况下应对。 3)支撑杆设计：前两个支撑杆可伸缩调节，适应不同身高的使用者；后方支撑杆可自动开合，轻便实用。 4)座椅设计：采用人体工学设计，座椅宽大，舒适度高，支持可调节角度，符合不同使用者的需求。 5)手推杆设计：手推杆采用可伸缩设计，依据使用者身高进行调节，轻松的操作。 3.设计优势： 1) 轻便便携：采用铝合金材料制作整个框架，减少重量，并且可以折叠成较小的包装体积，方便携带。 2) 座椅舒适：座椅宽大，人体工学设计，可以自由调整角度、高度以
适应不同使用者。 3) 轮胎减震：采用充气橡胶轮胎，能很好地抵抗震击，有效提高乘坐舒适感和行驶平稳性。 4) 自动开合支撑杆：采用此设计，减少了人力操作，方便且实用。 4.应用前景： 手推折叠轮椅可以满足不同场合的需求，比如窄门走廊、汽车后备箱储存等，具有广泛的市场应用前景。而且，随着人口老龄化的不断加剧，手推折叠轮椅的市场需求也必将越来越大。 5.结论： 本设计针对市场上已有的手推折叠轮椅的缺陷，采用机械创新设计，提出了一款轻便便携，支持不同身高、舒适度高的手推折叠轮椅。这一设计方案可以很好地解决市场上手推折叠轮椅的现有问题，并具有应用前景。
轮椅毕业设计 轮椅毕业设计 毕业设计是每位大学生必须完成的一项任务，它不仅是对所学知识的应用和实践，更是对学生综合能力的考验。在我即将毕业的时候，我选择了一个与我专 业相关但又充满挑战的毕业设计主题——轮椅设计。 第一章：背景介绍 轮椅是一种重要的辅助工具，为行动不便的人提供了独立出行的能力。然而， 传统的轮椅设计存在一些问题，如不够舒适、不易操控等。因此，我希望通过 我的毕业设计，设计出一款更加人性化、舒适且易于操作的轮椅。 第二章：需求分析 在开始设计之前，我首先进行了需求分析。通过与行动不便的人士交流和观察，我了解到他们对轮椅的需求主要包括舒适性、操控性和便携性。基于这些需求，我确定了设计的目标和方向。 第三章：设计思路 在设计思路上，我采用了人本主义的理念。我认为轮椅不仅仅是一种辅助工具，更是一种帮助行动不便的人士融入社会的方式。因此，我希望通过设计一款舒适、时尚且易于操作的轮椅，让使用者感受到尊严和自信。 第四章：创新点 为了实现设计目标，我在轮椅的各个方面进行了创新。首先，我采用了人体工 学原理，设计了符合人体工学的座椅和靠背，以提供更好的支撑和舒适性。其次，我引入了智能控制系统，使轮椅更加易于操控和操作。最后，我还加入了 一些时尚元素，让轮椅看起来更加时尚和个性化。
第五章：原型制作 在设计完成后，我开始进行原型制作。通过使用3D打印技术和其他制造工艺，我成功地制作出了一款符合设计要求的轮椅原型。在制作过程中，我还与行动 不便的人士进行了反复测试和改进，以确保轮椅的舒适性和操控性。 第六章：用户反馈 在原型制作完成后，我邀请了一些行动不便的人士来测试我的轮椅。他们对轮 椅的舒适性和操控性给予了高度评价，并提出了一些建设性的意见和建议。我 根据他们的反馈进行了一些改进和优化，使轮椅更加符合用户的需求。 第七章：总结与展望 通过这个毕业设计，我不仅学到了很多关于轮椅设计的知识和技巧，更重要的是，我深刻认识到设计的意义和价值。设计不仅仅是为了解决问题，更是为了 改善人们的生活质量。未来，我希望能够继续从事与设计相关的工作，并为更 多的人带来便利和快乐。 在这篇文章中，我介绍了我选择的毕业设计主题——轮椅设计。通过需求分析、设计思路、创新点、原型制作和用户反馈等章节，我详细描述了整个设计过程。通过这个毕业设计，我不仅学到了很多专业知识和技巧，更重要的是，我深刻 认识到设计的意义和价值。我希望通过我的努力，能够为行动不便的人士带来 更多的便利和快乐。
多功能电动轮椅关键机构设计与仿真分 析 摘要：随着人口老龄化和残疾人口增加，电动轮椅作为一种重要的辅助设备，已经成为现代社会不可或缺的一部分。本文旨在设计一种多功能电动轮椅，通过 对关键机构的设计和仿真分析，提高其性能和安全性，以满足不同用户的需求。 关键词：多功能电动轮椅；关键机构；设计；仿真分析 1电动轮椅整体方案设计 第一，底座应该采用轻量化材料，如铝合金或碳纤维，以提高整车的稳定性 和操控性。底座上应安装电动驱动系统，包括电机、电池、控制器等，以实现电 动推进和转向功能。同时，底座下方应配备避震系统，以提高车辆的行驶舒适性。第二，座椅应该具有多种调节功能，如高度调节、倾斜调节、座椅深度调节等。 座椅材料应该采用舒适、透气的材料，如网布或皮革，以提高乘坐舒适度。座椅 后方应配备可调节的头枕，以提供头部支撑。第三，扶手应该具有多种调节功能，如高度调节、前后调节、旋转调节等。扶手材料应该采用舒适、防滑的材料，如 橡胶或软质塑料，以提高握把舒适度和安全性。第四，电动轮椅的附加功能应该 包括升降、倾斜、折叠等。升降功能可以帮助用户在不同高度的场合下使用轮椅，如上下楼梯、进出电梯等。倾斜功能可以帮助用户在不同角度下使用轮椅，如倾 斜座椅可以帮助用户进行换位操作。折叠功能可以方便用户进行携带和存储。 2关键机构设计 2.1升降机构设计 升降机构是一种能够将轮椅升降到不同高度的装置，它可以帮助行动不便的 人士更加方便地进出建筑物、车辆等场所。设计时需要考虑到多种因素，以确保 其功能完备、结构稳定、安全可靠。
（1）功能需求：具备升降、旋转、倾斜等多种功能，以适应不同场合的需求。例如，在进入车辆时，需要将轮椅升降到车门高度，并旋转90度，以方便 进入车内； （2）结构设计：电动轮椅升降机构的结构需要紧凑、稳定、安全。在设计 时需要考虑到轮椅的重量、尺寸、稳定性等因素，以确保升降机构能够承受重量 并保持平稳； （3）控制系统：需要配备智能控制系统，以实现升降、旋转、倾斜等功能。控制系统需要具备精准的控制能力，以确保升降机构能够准确地停止在指定位置； （4）安全保障：要配备多种安全保障措施，以确保使用者的安全。例如， 需要设置防止轮椅滑动的保险装置、防止升降机构意外下降的安全锁等； （5）维护保养：定期进行维护保养，以确保其正常运行。维护保养包括清洁、润滑、检查等工作，需要由专业人员进行。 2.2脚踏机构设计 传统的电动轮椅只能通过手柄控制前进、后退、左右转向等基本动作，对于 一些需要进行康复训练的残疾人士来说，这种单一的控制方式已经不能满足他们 的需求。因此，多功能电动轮椅脚踏机构需要具备多种运动模式，如前进、后退、左右转向、上下爬坡等。这些运动模式需要通过电动机和传动装置来实现，同时 需要配备相应的控制器和传感器，以便残疾人士可以通过脚踏机构来控制电动轮 椅的运动。还需要具备可调节的阻力和速度控制功能。这样可以让残疾人士根据 自己的身体状况和康复需求来调整运动强度和速度，从而达到更好的康复效果。 最后，要具备便携式设计，方便携带和存放。总之，脚踏机构的设计要充分考虑 残疾人士的康复需求和使用体验，同时需要结合电动轮椅的特点和技术，以实现 更加智能、便捷、舒适的康复训练方式。 3关键机构运动仿真分析 3.1升降机构的运动学仿真
摘要 本篇论文针对残疾人上楼困难而设计的一款上楼轮椅，文中首先对国内外各种爬楼轮椅结构进行分析，在对比总结各自优缺点的基础上设计出一款结构简单，操作方便的上楼结构。 该结构采用星轮行星轮结构，在平地时，行星轮工作，上楼时，齿式离合器结合后整个行星齿系将变成一个刚性的整体而转换为星轮结构模式，即各个齿轮均不能自转而只能随整个箱体一起翻转，从而实现上楼功能。车身则采用滑轨式自动调平结构，该结构简单，调节方便。 Abstract This paper for the disabled upstairs and of the design difficulties a upstairs wheelchair, this paper first to the domestic and foreign various climbing up a wheelchair structure analysis, in contrast to summarize their respective advantages and disadvantages designed on the basis of a simple structure, convenient operation of the upstairs structure. The structure and the star wheel planetary wheel structure, on the ground, the planet round work, go upstairs, combined with the whole planet gear clutch after tooth department will become a rigid whole and conversion for star wheel structure model, that is, each gears are not only with the whole body rotation and flip together, so as to realize the upstairs function. Body used the slippery course type automatic levelling structure, this simple structure, convenient adjustment. 第一章绪论 1.1 引言 目前市场上的轮椅存在一个很大的不足：由于采用了传统的轮式结构，只能够在平地上行走，面对台阶、楼梯这样比较复杂的地形却显得无能为力。很
智能爬楼轮椅毕业设计 智能爬楼轮椅毕业设计 随着社会的进步和人口老龄化的加剧，对于残疾人和行动不便的人来说，移动 和独立性是他们生活中最重要的需求之一。然而，现有的轮椅设计往往无法满 足他们的需求，尤其是在面对楼梯等障碍时。因此，我选择设计一款智能爬楼 轮椅作为我的毕业设计。 在设计智能爬楼轮椅之前，我进行了大量的市场调研和用户需求分析。通过与 残疾人和行动不便的人进行深入交流，我了解到他们最希望能够自主地爬楼梯，而不是依赖他人的帮助。因此，我的设计目标是开发一款能够自动爬楼梯的轮椅，让用户能够更加独立地移动和生活。 首先，我选择了轻量化的材料来制造轮椅的主体结构，以确保其重量不会过重，方便用户携带和使用。同时，我还在轮椅上安装了多个传感器和摄像头，以便 实时监测周围环境和障碍物，确保用户的安全。 为了实现轮椅的爬楼功能，我采用了一种创新的设计思路。轮椅的底部装配了 一套特殊的机械装置，可以根据楼梯的形状和高度自动调整。当用户需要爬楼时，他们只需按下按钮，轮椅就会根据楼梯的情况自动调整，确保用户平稳地 上下楼梯。 为了提高轮椅的稳定性和安全性，我还在轮椅的底部安装了一套智能控制系统。这个系统可以根据用户的体重和姿势自动调整轮椅的重心，确保用户在爬楼过 程中的平衡和安全。同时，系统还可以通过与用户的智能手机或手表等设备连接，实现远程控制和监测。 除了爬楼功能外，我还为轮椅设计了一些其他的智能功能，以提高用户的生活
质量。例如，轮椅上配备了导航系统和语音识别技术，可以帮助用户找到目的地并提供语音导航。此外，轮椅还可以连接到互联网，让用户可以随时随地与家人和朋友保持联系，享受社交娱乐。 在设计过程中，我还注重了轮椅的外观设计和人性化细节。轮椅的外观简洁大方，采用了柔和的色彩和流线型的造型，既符合人体工学原理，又能够展现出现代科技的魅力。同时，我还为轮椅设计了可拆卸的座椅和扶手，方便用户根据自己的需求进行调整和更换。 总的来说，我的智能爬楼轮椅设计旨在提高残疾人和行动不便的人的生活质量和独立性。通过采用创新的技术和智能化的设计，我相信这款轮椅能够为用户带来更多的便利和自由。我希望我的毕业设计能够真正地改善人们的生活，并为未来的智能辅助设备设计提供一些思路和借鉴。
目录 摘要 (3) 1.折叠轮椅的研究现状 (3) 2.折叠轮椅优化设计的关键点 (5) 2.1折叠轮椅的优化结构设计 (5) 2.2折叠轮椅的材料和力学分析 (6) 2.3新型绿色环保材料及其应用 (6) 2.3.1高密度复合材料 (6) 2.3.2高强高模纤维 (6) 2.2.3具有传感和康复功能的纤维 (6) 2.3.4具有综合功能的阻燃纤维 (7) 2.4折叠轮椅优化设计改造 (7) 2.5折叠轮椅优化设计后的初步3D模型 (7) 3.折叠轮椅优化设计的未来改进前景 (8) 3.1太阳能折叠式手推轮椅 (8) 3.2电动驱动折叠式手推轮椅 (8) 3.3自动爬楼梯折叠式手推轮椅 (9) 3.4交互功能折叠轮椅 (9) 结束语 (9) 附 (10)
摘要：目前在市场出售的各种轮椅中，大多数轮椅可以分为折叠式和固定式其中包括电动式等，折叠式轮椅收折之后所占体积仍是非常庞大，造成搬运携带的困难，对于经常外出的患者造成极大不便。虽然市面上亦有两三种可以收折为手提箱大小的轮椅（组合椅），但是组装程序相当复杂和费时，每一次的使用和收复，对使用时间短且次数多的患者而言都是一个非常困扰的问题。而电动式轮椅造价高价格贵，不适合大众消费需求，固定式占地面积大且不灵活。本折叠轮椅创新设计采用Watt I型六连杆机构，单一自由度收折，并没有分离零件，不需要任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简单，像行李箱一样站立收藏的特性。对于年老多病、下肢瘫痪和行动不便者，可谓是一种质优价廉、实用性高的代步工具。 1.折叠轮椅的研究现状 由于现代医学的发展进步，人类的平均寿命正逐渐上升，致使全球各国老年人口数不断上升，高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战。针对年长而行动不便的使用者而言，身体各部分的器官逐渐退化，神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难，因此他们将不适合使用具有手轮圈功能的自推型轮椅，而手推型轮椅更能符合其要求。 根据调查问卷显示，家中有老人或残疾人士使用过轮椅的比例约为1/3，这也就是说，许多行动不便者在解决移动能力障碍时，轮椅无非是一种值得选择的工具。 根据我国统计部门统计，截止到2018年底，全国现有各类残疾人总数约8500万人，占总人口数的比例约为6.07%，而属于肢体残疾的占总残疾人数的比例约为29.07%，人数将近2500万。与1987年第一次全国残疾人抽样调查统计数据可以看出，肢体残疾人数略有所增加。2018年底，中国60岁以上老年人口近2.5亿，占总人口的比例达18.1%。现在我国60岁以上老年人口每年以3%的速度递增。在60岁以上的老年人口中，有相当一部分老年人在日常生活和工作中，在疾病治疗和康复过程中，都需要借助使用轮椅。这对于家庭生计、社会成本与国家经济均会造成严重的影响，不可轻视。对于青壮年的肢体障碍患者而言，轮椅可使他们重新返回职场，以改善家庭生计和降低社会负担；对于行动不便的高龄老人或出现
多功能智能轮椅设计—结构外观设计与 运动仿真 学院：工业自动化学院 专业：机械电子工程 姓名：何梓浩学号： 160404102530 指导老师：文豪职称：讲师 中国·珠海 二○二○年五月
北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计 诚信承诺书 本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计《多功能智能轮椅设计—结构外观设计与运动仿真》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名： 日期：年月日
北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计 多功能智能轮椅设计—结构外观设计与运动仿真 摘要 在人口老龄化日趋严重、意外事故和自然灾害多发的时代，行动不便和肢体残障人士日益增多。轮椅成为了这部分人群日常生活的一部分，相比市面上的普通轮椅而言，使用者更加倾向于使用多功能智能轮椅。为帮助这部分需求群体提高生活质量，有必要研究一款价格相对低廉、姿态可调、具备室内导航、利用操纵杆实现自主移动等多功能的智能轮椅。 本文主要对多功能智能轮椅结构外观设计与运动仿真进行研究。首先根据人机工程学的相关知识对轮椅的尺寸进行选定，然后利用Pro/E对轮椅进行三维建模并检验各零部件之间是否存在干涉，接着通过ANSYS Workbench的有限元分析检验模型设计的合理性，并使用Pro/E对轮椅的机构进行运动仿真，最后通过Keyshot对轮椅模型进行外观渲染，最终为多功能智能轮椅的运动控制系统和功能模块搭建出一个可移动并且能实现相关功能的平台。 关键词：多功能；智能轮椅；结构设计；静力学分析；运动仿真
基于嵌入式系统的智能轮椅设计与研究 现代社会中，随着人口老龄化趋势不断加强，越来越多的老年人需要使用轮椅进行出行。但是传统轮椅只具备简单的移动功能，对于老年人存在很多不便之处。因此，为了更好地服务老年人，设计一种基于嵌入式系统的智能轮椅，已成为一个热门课题。 一、智能轮椅的应用场景 智能轮椅作为一种新型的智能辅助移动工具，其应用场景主要分为三类： 1.社区养老机构：智能轮椅可在社区养老机构中广泛应用。老年人在使用智能轮椅时，可以通过智能化设备实现自主随意移动。智能轮椅还可以搭载人脸识别技术，对养老机构的老人和工作人员的身份进行识别，保障老人的安全。 2.大型公共场所：如商场、机场、医院等公共场所，地形复杂，乘客需要移动方便。智能轮椅可提供相应服务，可以智能避让障碍、避免碰撞，同时轮椅还支持语音交互，帮助老年人更好地上下车，拥有良好的用户体验。 3.家庭养老：在家庭养老模式中，智能轮椅也具有重要的作用。智能轮椅还可以搭载生命体征监测技术，可以实时监测老人的身体状况，为老年人提供各种便利服务。 二、智能轮椅的技术组成 目前，智能轮椅的技术组成主要包括以下几部分： 1.嵌入式系统：智能轮椅内部集成嵌入式系统，可对轮椅进行智能化升级，为老年人提供更多便利。 2.多传感器技术：轮椅上装有多个传感器监测轮椅的行驶状态和老年人的身体状况。
3.语音识别与语音合成技术：轮椅上的语音识别技术可以分析老年人的语音指令，并通过语音合成技术回应。 4.机器视觉技术：轮椅上装有摄像头，可以通过机器视觉技术对老年人的表情和手势进行识别，实现更为有效的交互。 5.智能跟随技术：智能轮椅可以搭载智能跟随技术，为老年人实现无障碍移动服务。 三、智能轮椅的设计方案 智能轮椅的设计方案需要满足以下几个方面的需求： 1.外观设计方案：轮椅设计应考虑舒适度和美观度，对于老年人的使用习惯要有所体贴。 2.电机动力系统方案：电机动力系统是智能轮椅最核心的部分。目前，智能轮椅主要采用电动助力方式，所以电机的驱动方式和功率都要满足老年人的需求。 3.多传感器检测方案：老年人的身体条件较为脆弱，因此智能轮椅应装有多种传感器，实时监测老年人的身体状况，提醒老年人保持健康。 4.语音识别和合成方案：智能轮椅应该打破传统的“推轮椅”模式，为老年人提供更为智能的服务，利用语音识别和合成技术，实现人机交互。 5.机器视觉技术方案：随着人工智能技术的快速发展，特别是机器视觉技术的突破，智能轮椅可考虑加入人脸识别等智能技术，提升用户体验，并为老年人提供更多服务。 四、智能轮椅的未来发展 随着智能技术的不断进步，未来智能轮椅将向更智能、更便携、更为消费者个性化的方向发展。例如，未来智能轮椅可能会使用更先进的材料，让轮椅的重量更
多功能电动轮椅设计 作者：丁晨 来源：《科学导报·学术》2019年第48期 摘要：当前社会上孤寡老人日益增多，其原因是他们的儿女因工作的繁忙而不得不留老人独自在家，多方面的问题导致老人生活起居无人照料。据网上数据观察，我国城市老年人空巢家庭（包括独居）的比例已达49.7%，大中城市的老年人空巢家庭（包括独居）比例更高，·达到56.1%。因此改善老年人生活质量成了当前社会需攻克的主要难关之一。为解决这一难题，不少设计人员纷纷投入到了轮椅的相关开发与制作中。 關键词：辅助起立;简单储物;简易按摩 一、引言 据观察发现，目前国内市场上常见的轮椅可分为两种，一种是手动轮椅，另一种则是电动轮椅。手动轮椅的优势在于其便于携带，质量较轻，价格方面也较为低廉。但这种轮椅的动力
是来源于人为施加，对于一些手脚不便或是残障人士而言这一点显然是无法实现的。于是，电动轮椅就成了一些老年人或是残疾人士的第一选择。 然而当前市场上的电动轮椅虽然种类繁多但功能却较为单一，并且价格也普遍较为昂贵。大多数轮椅在设计上仅仅考虑了产品的基本使用功能，而忽略了其中的使用体验和情感功能。轮椅不仅仅是身体不便和伤残人士的代步工具，更为主要的是可以使他们利用轮椅辅助完成一些锻炼或是可以参加社会活动等等。 整个装置分为辅助起立装置，简单按摩功能，简易储物功能三个组成部分。 辅助起立装置是由一根电动伸缩杆推动作用杆，使抬板实现缓慢上升做到辅助起立的作用。 简单按摩功能是采用电机带动齿轮传动使凸轮转动继而实现简单的推压功能。 简易储物则是利用了折叠杆的功能使其可以伸缩来实现轮椅的简单储物。 二、设计的主要机构 1）辅助起立装置 通过前期研究拟采用图1所示的机构，通过电动伸缩杆，推动两侧滚轮顺着导轨向前滑动再带动前一对作用杆向上摆动，后方一对滚轮由于运动范围被限制只能使另一对作用杆向上摆动，上方导轨中的滚轮也同时向前滑动继而使上抬板实现向上抬升的运动。人体的起立开始时身体会前倾，产生向上和向前的动力，身体离开椅面，直到髋、膝关节角度达到最大值，使身体完全直立，处于站立平衡状态。 本装置的抬升为电动机的回转运动通过装置转化为滚轮向前的直线运动，运动作用在作用杆，使装置产生循环的抬升与下降，达到辅助起立的效果。运用了简单的抬升辅助人体的起立。伸缩杆通过电动机，将电动机回转运动转化为直线运动，带动滚轮，使作用杆缓慢抬升继而使抬板上升。图1伸缩推动杆，电动机带动其向前推进，使5能够顺着6向前转动。作用杆2和3向上抬升，使上抬板6上升实现辅助起立功能。 2）腰部的按摩装置设计 腰部按摩机构的初步方案，利用电机带动后方齿轮转动继而带动使前方齿轮转动，通过齿轮传动使上下两对凸轮进行转动从而实现简单的按摩推压功能。上下凸轮在转动过程中不会接触与同时后方杆件也不会接触，所以并不存在磨损的问题。只需将其装与轮椅椅背中就可以做到简单按摩推压的功能
多功能智能轮椅设计-运动控制系统的设计与实现 多功能智能轮椅设计-运动控制系统的设计与实现 v> 多功能智能轮椅设计—运动控制系统的设计与实现多功能智能轮椅设计-运动控制系统的设计与实现摘要在现如今智能化高速发展的时代，智能、科技已然成为时代的主题之一，智能产品也被越来越多运用到各行业中。而正是由于不断发展的科技，人们也越来越追求高智能化的产品。基于为残障人士与老年人服务，本着操作简单，方便使用者的观念，这次的设计在现有轮椅的基础上优化了轮椅原有的设计，实现了轮椅的自主导航以及避障的功能，极大的方便了使用者的使用，同时也解决了这些人中大多数人都由于出行问题而无法体验到生活的乐趣，领略祖国美好河山的问题。 本设计采用 arduino 单片机 MEGA2560 作为控制的核心，通过摇杆模块、电机驱动模块、推杆模块、继电器模块等，实现了电机的正反转以及调速，同时利用电机的正反转实现轮椅整体的行进方向，以及对推杆电机的控制进而实现轮椅背部与脚架的角度控制，最终实现可让使用者根据自己需求选择自己舒服的角度。全文讲述了个人设计智能轮椅的软件方案与硬件的电路设计控制实现的全部过程，包含各元器件选择、电气原理图设计、程序编写，硬件调试以及控制实现过程心得体会等。 关键词：智能轮椅； arduino 单片机； 程序设计； Multi-functional intelligent wheelchair design - design and implementation of motion control system Abstract In today＇s era of rapid development of intelligence, intelligence, technology has become one of the themes of The Times, intelligent products have been increasingly used in various industries. And just because of the constant development of science and technology, people are also more and more in pursuit of high intelligent products. Based on the service for the disabled and the elderly, in line with simple operation, convenient user＇s concept, Based on the original design, the existing wheelchair was optimized, realized the wheelchair autonomous navigation and obstacle avoidance function, greatly convenient for the user＇s use, but also solved the problems of most of these people are due to travel to experience the fun of the life, appreciate the problem of the motherland beautiful country side. This design makes the arduino microcontroller MEGA2560 as control core,
---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印--- 摘要 全球正在步入一个老龄化的阶段，无论是发达或者是发展中国家，几乎每个国家都在面临着老龄化的问题。对于很多年迈的老人或者残疾人来说，普通的轮椅无法自己操控，通常还是需要在他人的协助下才可以有效移动。因此针对轮椅操作方便和运行安全可靠的要求，电动轮椅是比较理想的选择。然而目前一般的电动轮椅并不具有导航定位和主动避障等功能，电动轮椅的相关功能仍有待持续研究及智能升级。 本次选题面向多功能的智能轮椅，对其中的功能模块进行了开发设计，实现了处理器环境的搭建配置、导航系统与语音识别系统的开发设计。其中，使用树莓派搭建了ROS 机器人环境，通过激光雷达进行数据收集，采用使用自动与手动控制结合的控制模式，人机交互的操作，实现了智能轮椅自动定位导航和实时避障的功能。此外，智能轮椅可按照使用者的控制/语音指令进行目标点的路线规划，并在自驱动时不断检测周围环境的数据信息，避开障碍物，实时修正移动路线，确保智能轮椅能够安全准确到达目标地点。 关键词：智能轮椅；树莓派；激光雷达；自动导航；语音识别
Multi-functional intelligent wheelchair design -the development and design of functional modules Abstract The world is entering a stage of aging, whether developed or developing countries, almost every country is facing the problem of aging. For many elderly people and people with disabilities, a normal wheelchair cannot operate on its own and often requires the help of others to move effectively. Thus, the requirements for ease of use and reliability of wheelchairs are a relatively ideal solution. However, at present, the general electric wheelchair does not have the functions of navigation, positioning and active obstacle avoidance. This topic focuses on the multifunctional intelligent wheelchair, setting and designing function modules, as well as the structure and configuration of the processor, and the construction and configuration of the processor environment. The development and design of the navigation system and the speech recognition system are realized. Among them, raspberry PI is used to build ROS robot environment, data collection is carried out through lidar, control mode combining automatic and manual control is adopted, and man-machine interactive operation is adopted to realize the functions of automatic positioning and navigation of intelligent wheelchair and real-time obstacle avoidance. In addition, the intelligent wheelchair can plan the route of the target point according to the user's control/voice command, continuously detect the data information of the surrounding environment, avoid obstacles, and modify the movement route in real time during the self-drive to ensure that the intelligent wheelchair can reach the target site safely and accurately. Keywords: intelligent wheelchair; Raspberry pie; Lidar; self-navigation; Speech recognition