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联系人:王秀秀
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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:多功能越障轮椅
学校名称:广西科技大学
参赛队伍:地下梦工厂
参赛学生:苏家鑫 邓文韬 范英  
指导老师:李书平  

详细说明

轮椅,是老龄人和残障人首选的代步工具。根据中国残疾人联合会的统计,显示我国大概有880万残障人士需要轮椅。这巨大的市场需求,让很多厂家竞相研发和制造。然而,我国对电动轮椅的研究较晚,尤其是智能电动轮椅,研究还不完善。目前轮椅依旧是以普通的手动轮椅和电动轮椅为主导,只能在平地上行驶,无法越过路沿和台阶等复杂的地形。虽然国家在很多公共场所都建立了无障碍通道,但是,依旧有很多地方受到各种条件限制没有能完成无障碍通道设施的建设。目前,公认的技术成熟而且被投入市场的高级电动轮椅种类很少,而且价格不是一般家庭能消费得起,不能被普通消费者所接受。因此,针对这一问题,设计一款价格便宜、体积轻小、功能齐全而且能轻松越过障碍的电动轮椅具有重大的社会现实意义。

电动轮椅的总体设计主要由越障机构(撑杆跳原理)、升降机构、座椅、外形骨架、驱动电机、蓄电池、操纵杆和折叠机构等组成。电动椅装置,结构新颖,实用性强,操作简单方便,应用广泛。其主要适用于老年人和残障者。该装置可以实现坐垫高度的升降,为使用者在生活中给予极大的便利;此外,该电动椅还可以实现越障的功能,可兼顾越障和平地两方面,行驶中可以由使用者自行控制,实现360转弯。后背角度可调节使用者需要坐在电动椅上,通过控制器来控制整个电动椅的工作运转。当老年人或残障者在行驶过程需要拿什么且高度不够或自身站立不便时,可通过手中的遥控器控制电动椅的升降机构,来调节座位的高度。行驶过程中如遇到阶梯等障碍,依靠后轮驱动产生的力矩,使支撑杆产生一个向上的力,将前轮抬升一定高度,减少前轮与台阶水平面的距离,使电动轮椅轻松的跨越障碍,实现越障功能。靠背的调节通过手动操控扶手的凸轮构件(卡槽与卡柱原理)来调节靠背的角度。

创新电动椅装置主要由越障机构(撑杆跳原理),升降机构,座椅垫,外形骨骼,驱动电机,蓄电池(铅酸电池6-DZM-12),控制器,可调节靠背与防摔轮组成。

越障机构:一般轮椅是因为台阶太高而无法跨越,如果有办法将轮椅抬升到一定高度,减少前轮与台阶的高度,就可以实现跨越台阶的操作。基于这一想法,利用“撑杆跳”的原理,在前轮安装一根支撑杆,通过后轮驱动所施加的推力,使支撑杆先与垂直台阶接触,依靠作用力与反作用的关系,产生一个向上的分力,将前轮抬升一定高度,以此来减少前轮与台阶水平面的距离,最后借助后轮驱动使前轮顺利登上台阶完成跨越台阶的动作。

升降机构; 除了越障机构,困扰老年人和残障者使用电动轮椅的还有升降机构。消费者通过电动轮椅的升降机构来调整座椅的高度,让消费者可以抓取高处的物品和更加轻松方便的与人交流。升降平台是一种结构简单的举升机械,这种机械已经被广泛应用在社会的各个地方。在众多升降平台中,剪叉式升降平台应用得最广泛。其结构紧凑,安全又可靠. 目前最常见的是利用液压驱动,材料为钢结构,虽然说可以承受很大的载荷,但是,其整个结构的重量很大,而我们的电动轮椅要求小巧轻便,而且负载不是很大,因此,考虑将液压驱动改换成电动推杆驱动,将材料换成铝合金。剪叉式升降平台由剪叉式机构、工作台、底座和电动推杆组成。本次设计为单组的剪叉臂杆,电动推杆水平放置在底座,与剪叉臂相连接,电动推杆的电机经过齿轮减速后,带动一对丝杆螺母,螺母连接推杆,把电机的旋转运动变成推杆的直线运动,利用电机的正反转完成推杆的动作,从而带动剪叉机构的升降。(电推杆的型号为DG系列HT03型电动推杆)
  可调节靠背:使用者在实用过程的如果产生疲劳或者感觉坐姿不适,可以通过手动调节扶手上的凸轮构件使卡柱跟相应的卡槽配合来控制靠背的角度来达到给使用者最佳的使用体验.
  电动轮椅整体骨架设计:侧面骨架主要由不锈钢焊接而成,下部底架采用25*25的方形不锈钢,承腿架部分不锈钢直径25mm、内径20mm。侧面骨架与座椅和底架板相连接的地方沿不锈钢焊接厚度为2mm的钢板,以方便打孔,用以螺栓固定座椅和底架板。椅背由外径35mm、内径25mm的不锈钢焊接而成。保证了整体框架的稳定性,且利于加工。

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