复杂路况助老助残机器人研究.pdf

独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:善德。波时间:加房年6月2厂日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅;学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名:薅缒jf轧别帷%专孓/够2产时间:历l弓年6月防日时间:210B年石月酉日《学位敝出版授权书》愀嬲本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》(以下简称“章程”),愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》可以以电子、网络及其它数字媒体形式公开出版,并同意编入《中国知识资源总库》,在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传播,同意按“章程”规定享受相关权益。作者签名:主玺丝!遮巫年上月坠日聊虢饭喜丝年上月三￡日夕色又聪·美日形穆山东理工大学硕士学位论文摘要摘要随着社会的发展和人们生活水平的提高,社会老龄化程度越来越严重,加上自然灾害和交通事故导致的残疾人数大幅上升,因此研究一种适合多种路况的助老助残机器人日显必要。传统的上下楼梯机器人价格昂贵,甚至对楼梯有一定损坏性,常需第三者扶助才能完成上下楼梯过程,并且上下楼时乘坐者需面向楼下而坐,不能给其提供一个舒适、安全的乘坐环境。本文旨在研究一种人面向前进方向乘坐且不需第三者辅助即可自主上下楼的机器人。创新设计了新型助老助残机器人,对其上楼的可行性进行了详细分析,并对本机器人结构中关键零件进行Ansys仿真分析,确保强度设计满足实际需求,以保证乘坐者的安全。具体研究内容如下:(1)在现有爬楼装置基础上,提出了一种新型连杆式可变轮爬楼机构。其优势在于使上楼过程更加平稳,并可适应多种规格的楼梯。本文利用Matlab软件对可变轮爬楼的角度进行计算分析,以证实上楼的可行性。(2)设计了一种可调节座椅平衡的平行四边形机构。该机构和倾角传感器、电动推杆协调作用,时时保证座椅的平衡性,提高了乘坐者的舒适度。本文详细描述了该机构在各个阶段的位姿。(3)提出仿履带轮结构,其作用是在上楼时抬高后轮几何中心,减小上楼阻力。本文详细分析了仿履带轮的设计角度及使用个数。(4)创新设计了探测杆机构。其在下楼过程中起到缓冲和支撑的作用。本文对探测杆的选择、阻挡机构、释放收起机构进行了描述分析。(5)对本机器人上下楼、上下坡过程进行了详细的分析和大量的理论计算,并对上下楼的控制流程加以详述。通过Ansys软件仿真和Matlab软件计算,结果表明,本文设计的助老助残机器人上下楼、上下坡方案是可行的。与现有爬楼装置相比,该机器人具有安全、平稳、舒适及功耗小的优点,是一项值得推广的技术。关键词:轮椅;可变轮;仿履带轮;爬楼梯;有限元分析山东理工大学硕士学位论文AbstractAbstractWithdevelopmentofsocietyandimprovementofpeople’Slivingstandard,,’'