一种新型轮椅脚踏板机构设计分析

爬楼轮椅的出现解决了普通轮椅的跨越沟壑和台阶的难题,但由于大多数爬楼轮椅采用背对楼梯的方式,与平时的面对行走方式相反,进而限制了乘坐者的视野,增加了轮椅操作的复杂性,降低了安全性,为了克服爬楼轮椅的这一缺陷,对一种基于变胞原理的轮椅脚踏板机构进行了研究设计。利用自由度和拓扑关系的变化引起的结构变化,通过运动学分析,受力分析,动力学分析,MATLAB软件仿真,UG、Adams联合仿真对其分析,并对其进行尺寸设计,仿真优化,以此提高爬楼轮椅的各项性能。

轮腿式爬楼轮椅后腿机构模糊PID控制系统

为实现爬楼轮椅后腿机构的动作要求,需要一套实时控制策略。采用TMS320F2812作为核心控制芯片,设计了一种复合式模糊比例—积分—微分(PID)后腿位姿调节控制系统。首先,根据爬楼轮椅的功能需求,给出了后腿机构的动作要求,并确定出合理的传感器安装位置;然后,搭建了控制系统的硬件结构,建立了模糊PID控制系统模型,制定出控制规则,并进行了软件开发。最后,构建了基于VC++6.0的上位机监控界面,并对该控制系统进行了测试和结果分析。实验结果表明:该系统在一定程度上降低了调节过程中的超调现象和稳态误差,提高了系统响应速度。

爬楼轮椅前腿机构的可靠度灵敏度分析

针对爬楼轮椅的前腿机构,其运动精度的高低影响着爬楼轮椅整机的稳定性,运用封闭矢量法建立了前腿机构运动输入、输出模型,在同时考虑了杆件尺寸制造误差和运动副间隙误差的基础上,建立了轮腿式爬楼轮椅前腿机构输出角度可靠度、灵敏度模型,利用MATLAB编写程序对建立的数学模型进行仿真分析,得出了机构在不同运动副间隙情况下可靠度的变化规律和其在不同参数下可靠性灵敏度的变化规律,为后期提高前腿机构的运动精度设计提供理论依据。