多功能肢體障礙康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)

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1、任務(wù)書 設(shè)計(jì)（論文）題目：多功能肢體障礙康復(fù)輪椅 指導(dǎo)教師：陳勇 類別：課程設(shè)計(jì) 1、 設(shè)計(jì)（論文）的主要任務(wù) 1、針對行動不方便的人，設(shè)計(jì)一種多功能肢體障礙看豐富輪椅 2、 設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容 1、 明確機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理。 2、 明確機(jī)構(gòu)的幾何尺寸和定位尺寸。 3、 利用ProEngineer建立各個機(jī)構(gòu)的三維模型，進(jìn)行裝配，生成爆炸圖 4、 利用ADAMS定義各個機(jī)構(gòu)的約束關(guān)系，對機(jī)構(gòu)的運(yùn)動就行仿真分析。 3、 設(shè)計(jì)（論文）的基本要求 1、 設(shè)計(jì)時間從2012年3月5日至2012年3月23日，共計(jì)3周。 2、 每個學(xué)生制定出獨(dú)立的進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)度安排要合理可行。

2、3、 每個學(xué)生要完成參數(shù)計(jì)算、強(qiáng)度校核和仿真分析。 4、 每個學(xué)生上交一份設(shè)計(jì)說明書，字?jǐn)?shù)不少于 3000字，格式規(guī)范，表述清 晰，書寫整潔。 4、主要參考文獻(xiàn) [1] 曾宗福.機(jī)械基礎(chǔ).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [2] 單輝祖.材料力學(xué)教程?北京：國防工業(yè)出版社，1982 目錄 摘 要 錯誤!未定義書簽。 第一章多功能康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)的概述 錯誤味定義書簽。 第二章多功能康復(fù)輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 第三章 多功能康復(fù)輪椅的材料和力學(xué)分析 8 第四章 多功能康復(fù)輪椅的功能分析 錯誤味定義書簽。 第五章 多功能康復(fù)輪椅的3D模型制作 16 第六章多功能康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)和

3、制作的前景展望 17 結(jié)束語 1..8... 主要參考文獻(xiàn) 1..9... 摘要 根據(jù)所收集的各類文獻(xiàn)與市場出售的各種輪椅顯示，目前絕大多數(shù)折疊 式輪椅皆僅止于左右折疊，所以收折之后所占的體積仍是非常龐大，如此將 造成搬運(yùn)、載送上的困難，且施力不易，攜帶相當(dāng)不方便，對于必須經(jīng)常外 出而行動不方便者，將形成非常大的負(fù)擔(dān)。目前市面上亦有兩三種可收折成 手提箱大小的折疊式輪椅，稱為組合式輪椅，但其最大的缺點(diǎn)是組裝程序相 當(dāng)?shù)膹?fù)雜和費(fèi)時，在每一次的使用前與收復(fù)過程中，必須經(jīng)過相當(dāng)繁瑣的步 驟，對于使用時間短而使用次數(shù)多的患者而言，是一個非常困擾的問題。本 設(shè)計(jì)所要研究的多功能肢體障礙康復(fù)

4、輪椅僅以連桿機(jī)構(gòu)所組成，從經(jīng)過設(shè)計(jì) 和設(shè)計(jì)要求的限制，與各類參考文獻(xiàn)中得出了最適合此類機(jī)構(gòu)的是六連桿機(jī) 構(gòu)，并且進(jìn)行了應(yīng)用材料的確定、桿件的力學(xué)分析和整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后 完成了實(shí)體 3D 模型的制作。所以本設(shè)計(jì)的多功能肢體障礙康復(fù)輪椅是由單 一自由度收折零件，不需使用任何拆卸工具即可以達(dá)到收折后體積小、重量 輕、操作簡便，像行李箱拖行與站立收藏等特性，適用于下肢癱瘓、年老體 弱多病和行動不方便者，是一種非常理想的代步工具。 關(guān)鍵詞： 多功能肢體障礙康復(fù) ; 連桿機(jī)構(gòu) ; 第一章 多功能康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)的概述 機(jī)械設(shè)計(jì)的最終目的是為市場提供優(yōu)質(zhì)高效、價廉物美的機(jī)械產(chǎn)品，在 市場競爭中取得優(yōu)勢

5、，贏得客戶，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì) 效益取決于設(shè)計(jì)、制造和管理的綜合水平，而產(chǎn)品設(shè)計(jì)則是關(guān)鍵。沒有高質(zhì) 量的設(shè)計(jì)，就不可能有搞高質(zhì)量的產(chǎn)品；沒有經(jīng)濟(jì)觀念的設(shè)計(jì)者，決不可能 設(shè)計(jì)出性能價格比好的產(chǎn)品。因此，在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)和重視 從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，合理地確定系統(tǒng)的功能；應(yīng)注重新技術(shù)、新工藝與新材 料等的采用；應(yīng)努力提高產(chǎn)品的可靠性、經(jīng)濟(jì)性與安全性。 1.1 多功能康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn) 本設(shè)計(jì)所研究的折疊機(jī)構(gòu)是以四連桿組( 4-barlinkage )為出發(fā)點(diǎn)，利 用桿件特殊翻轉(zhuǎn)的特性來作為此折疊機(jī)構(gòu)最初的概念設(shè)計(jì)。還有就是在測試 當(dāng)輪椅在展開的使用狀態(tài)時，使用者的體

6、重加諸于輪椅上，所造成結(jié)構(gòu)的應(yīng) 力分布與材料變形，借此了解各部分零件的強(qiáng)度和剛度是否足夠，還有要兼 顧接頭和桿件的強(qiáng)度、 加工上的難易程度、 桿件與各個零件之間的干涉問題、 操作步驟的簡便性，并盡量減低輪椅的重量和降低成本等等。 第二章多功能康復(fù)輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動原理 針對行動不便的人，設(shè)計(jì)一種多功能肢體障礙康復(fù)輪椅?？勘?6的下端與支 架部分鉸接，靠背6的上端與支架部分扣接。 當(dāng)取下靠背連接桿5時，靠在6的 下端繞交接點(diǎn)轉(zhuǎn)動向下后翻下形成躺椅。支架部分有滑動槽 18，靠背6的下端 卡在滑動槽18內(nèi)與支架部分鉸接，打幵時，取下靠背連接桿 5，靠背6的下端 遠(yuǎn)滑動槽8向右移動后，向后翻下

7、，可以加長躺椅的長度?？款^ 1的高度與滑動 槽的滑動距離相適應(yīng)，可以將靠頭 1放在滑槽滑動后的空位處如圖 2所示 在支架上端套接有連同左右柱支撐桿 21 上端伸縮桿 4 ，在主支撐桿 21 上卡 接有靠頭 1 ，靠頭 1 用靠頭支桿 2 卡住伸縮桿 4。當(dāng)作靠椅時，伸縮桿 4 插入左 右支撐桿 21 內(nèi)，用螺栓 3 固定，靠頭支桿 2 頂在伸縮桿 4 上，從而固定靠頭 1。 取下伸縮桿 4 ，將靠頭 1 取下，就可以當(dāng)作躺椅使用。為了增強(qiáng)強(qiáng)度，在靠背 6 上鉸接有上支撐桿 7 ，上支撐桿 7 與鉸接在后支撐 12 上的下支撐桿 9.當(dāng)靠背 6 向后翻動時， 姜上支撐桿 7 與下支撐桿 9

8、 連接，可以頂住靠背 6. 上支撐桿 7 與下 支撐桿 9 采用大管套小管連接，用螺栓定位連接。在支架連接有向座椅前方伸出 的加長墊 25 下鉸接支撐桿 26. 平支桿 24 的一端用螺栓玉柱支撐桿 21 固定連接， 中間靠在支撐銷 23 上面，如圖 2 所示。與支架連接的踏板 5 的一端與支架鉸接， 另一端與帶有滑槽的鉸接桿 16 鉸接，鉸接桿 16 與在支架固定鉸桿 33 鉸接。當(dāng) 人準(zhǔn)備坐上座椅時，向上抬起踏板 15 ，踏板收起如圖 1 所示，可以方便坐上座 椅。當(dāng)人坐上座椅后，踏板 15 就下落到圖 1 所示的虛線位置，人叫可以放置在 踏板 15 上。在支架的后支撐 12 上，連接有帶

9、孔的大輪支撐桿 10 ，大輪 30 一 側(cè)的大輪軸 33 是套入大輪支撐桿 10 內(nèi)，與支架連接，如圖 3 所示。用作應(yīng)急 輪椅時，將左右兩個大輪 30 從兩邊插入大輪支撐軸 0 內(nèi)?？祻?fù)支撐桿 31 采用 兩個，其上端為開叉形拐狀，頂在人體的肩部，其下端與上支撐桿 7 套接，康復(fù) 支撐桿 31 上開有多個調(diào)節(jié)孔 35 ，調(diào)節(jié)康復(fù)支撐桿 31 的高度，以適應(yīng)不同人群 的需要，如圖 4 所示。使用是，在監(jiān)護(hù)人的陪同下，用前輪的手剎將輪子剎住。 只讓一只輪轉(zhuǎn)動，患者順著打轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的輪椅練習(xí)邁步，在取得一定成績后，改用雙 手推著輪椅緩緩練習(xí)不行，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。為了增加座椅 18 的強(qiáng)度，在在主支 撐桿

10、21 上安裝頂銷 36，頂住鉸接在座椅 18 上的助力桿 17. 當(dāng)輪椅打開后，助 力桿 17 頂在銷上， 起加強(qiáng)支撐的作用。 座椅 18 的下值班開有坐便槽， 當(dāng)需要方 便時， 取下座墊可就地方便。 陽棚 27 可以采用螺栓連接在支架， 陽棚 27 的支架 采用伸縮桿的結(jié)構(gòu)，使用時打開，收藏時直接。陽棚 27 可以安裝在圖 3 所示， 也可以安在圖 2 所示。支架的主支撐桿 21 和后支撐 12 均采用鉸接的方式，整 個輪椅折疊時，姜主支撐桿 21 和后支撐桿 12 收起，用收縮桿 13 扣在主支撐桿 21 上，形成折疊狀，方便攜帶 第三章 多功能康復(fù)輪椅的材料和力學(xué)分析 在生產(chǎn)實(shí)踐中

11、，各種機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用，如橋梁、房屋、電機(jī)、 機(jī)床等。機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)的每一組成部分為構(gòu)件。任何構(gòu)件都由某種材料制成， 并受到某種載荷的作用。實(shí)際的構(gòu)件并非是靜力學(xué)所理想化的那種剛體，任何構(gòu) 件在外力作用下都將不同程度地發(fā)生形狀和尺寸的改變。如果構(gòu)件的形狀、尺寸 設(shè)計(jì)不合理，或選用材料不當(dāng)，則構(gòu)件在一定載荷的作用下，會發(fā)生過度的變形 或破壞。為了保證機(jī)械和工程結(jié)構(gòu)的正常工作，在載荷作用下，構(gòu)件都應(yīng)該具有 足夠的承受載荷的能力，簡稱承載能力，也即構(gòu)件必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度和 穩(wěn)定性。這些基本要求，不僅與構(gòu)件的截面形狀和尺寸有關(guān)，而且還與材料的力 學(xué)性能有關(guān)，而這些又都關(guān)系到制造成本，因

12、此合理的選擇構(gòu)件的材料，如何正 確的確定構(gòu)件的截面形狀，使構(gòu)件即滿足使用要求，又降低制造成本，便成為構(gòu) 件設(shè)計(jì)的一個十分重要的問題。 3.1 新型材料的簡介 近年來，綠色環(huán)保新型材料不斷升溫，開始占據(jù)一個全新的市場領(lǐng)域，并隨 著綠色經(jīng)濟(jì)的全球風(fēng)行， 市場熱度不斷提升， 新的環(huán)保新型材料趨勢正席卷全球。 而綠色輪椅設(shè)計(jì)的興旺也帶動了一個龐大的綠色材料需求。綠色環(huán)保材料作為輪 椅制造的基礎(chǔ)和源頭，越來越成為市場采購的主流，綠色環(huán)保材料市場的發(fā)展帶 來的不僅僅是消費(fèi)模式的變革，同時也將是整個家具行業(yè)的新一輪變革。 （1）、高密度復(fù)合材料 新型高密度復(fù)合材料，其主要工藝原理是以稻草、麥秸、棉花桿

13、、玉米桿、 甘蔗渣、竹屑、蘆葦桿、木屑等農(nóng)業(yè)廢棄物作原料，以聚乙烯、聚丙烯與其廢棄 物，如汽水瓶、可樂瓶、礦泉水瓶等或塑料薄膜、塑料制品的城市廢棄物（白色 垃圾）等作粘合材料，并加入一定量的添加劑 等，在一定工藝條件下合成。這 一最新成果被聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織（ UNIDO ）譽(yù)為“ 21 世紀(jì)新材料”。 它的特點(diǎn)是不使用木材，可以保護(hù)生態(tài)環(huán)境，緩解了實(shí)行天然林保護(hù)后木材 缺乏的問題；利用廢棄物，使得物盡其用，節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境；無毒無害，沒 有尿素和甲醛的成份，不會對人體產(chǎn)生危害；產(chǎn)品密度高，強(qiáng)度好，木材、刨花 板、中密度板等均易受到厭氧菌、霉菌、甲蟲、白蟻、蛀蟲等生物的侵害和海水 的腐蝕，

14、而該工藝生產(chǎn)的板、型材均不受以上生物的侵害，吸水率低，不受海水 的腐蝕；屬于無三廢工藝，可多次回收廢料并反復(fù)利用，節(jié)約并降低成本；產(chǎn)品 有很強(qiáng)的可塑性，可根據(jù)用戶需要，替換不同的模具或模板，直接生 產(chǎn)出各種 各樣的板材和型材，有極大的市場價值；防火性能好，有良好的阻燃性能。高密 度復(fù)合材料技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅解決了農(nóng)業(yè)廢棄物和城市廢棄物 的污染排放問題， 還節(jié)省了有限的林業(yè)資源，必將對我國的 21 世紀(jì)的 環(huán)保產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大影響。 （2）、高強(qiáng)高模纖維 目前，尼龍和滌綸的拉伸斷裂強(qiáng)力僅為其理論值的約 5％。今后開發(fā)的高聚物 纖維，拉伸斷裂強(qiáng)力將為其理論值的 40 ％，抗拉模量將為其理論值的 90

15、％。隨 著高聚物技術(shù)的發(fā)展以與有機(jī)與無機(jī)化合物結(jié)合的進(jìn)展， 極有可能開發(fā)出達(dá) 40 ％ 理論強(qiáng)力的纖維。開發(fā)這種纖維的瓶頸是成本。這種纖維將適用于要求高強(qiáng)力、 輕質(zhì)量的各種設(shè)備。 （3）、具有傳感和康復(fù)功能的纖維 人們將開發(fā)具有傳感功能的溫濕度調(diào)節(jié)材料、康復(fù)用神經(jīng)刺激材料和肌肉力 量支持類服裝。 今后還將開發(fā)出具有傳感功能的睡衣， 用來檢測溫度和相對濕度， 以防止那些喪失溫、濕度感覺的老年人受到類似“低溫?zé)齻钡膫ΑＡ硗?，?后的開發(fā)項(xiàng)目還包括一種用于患者康復(fù)的纖維，它作為一種護(hù)理保健材料能刺激 神經(jīng)，還能以緊身連褲襪的形式支撐肌肉力量不足的患者。 （4）、具有綜合功能的阻燃纖維 今后將

16、開發(fā)在保持服裝一般性能的前提下，具有阻燃性能、非熱熔和能夠避 免燒傷的纖維?，F(xiàn)有阻燃纖維的阻燃性能已經(jīng)達(dá)到令人滿意的水平，但是，其它 普通功能尚未達(dá)到相應(yīng)的水平。以兒童和老年人的阻燃睡衣為例，還需開發(fā)具有 良好手感、柔軟性和吸濕性等綜合功能的阻燃材料。 3.2按照強(qiáng)度理論選擇多功能康復(fù)輪椅的材料 軸向拉伸（tension ）與壓縮（compression ）是桿件變形中最簡單的形式。 在機(jī)械和儀器中，承受拉伸和壓縮作用的桿件最多， 在多功能康復(fù)輪椅的過程中, 聯(lián)接常常用到螺栓，被擰緊后，螺栓就承受拉力。分析受軸向拉伸或軸向壓縮作 用的桿件的受力情況可知，桿件拉伸和壓縮的受力特點(diǎn)是作用在桿

17、件兩端的兩力 大小相等、方向相反，且作用線與桿件的軸線相重合。其變形的特點(diǎn)是桿件沿軸 向伸長或縮短，而其橫截面變細(xì)或變粗，分別如圖 （a）、（b）所示 F「 1 F 厶 ■ ■ ■ ■■ 云 a a F < - ■ ri i 」 4 k (a) (b) 圖拉伸與壓縮 由上可知，不論是受拉伸還是壓縮，桿件橫截面上的內(nèi)力均沿著桿件的軸線， 這種力稱為軸力，軸力可以是拉力，也可以是壓力。以受拉桿件橫截面上的內(nèi)力 分部來確定橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力，桿件在外力的作用下不僅要產(chǎn)生內(nèi)力，同時還 要產(chǎn)生變形，而且內(nèi)力與變形之間是密切相關(guān)的。所以可以實(shí)驗(yàn)來觀察變形，以 了解內(nèi)力

18、的分布。 取一等截面直桿，在其表面畫兩條垂直于桿軸的橫線 ab和cd，并在兩條橫 線間畫兩條平行于桿軸的縱向線。然后在桿兩端加上一對軸向拉力，使桿件產(chǎn)生 拉伸變形。從桿件表面可觀察到：ab和cd直線分別平移至albl和cldl位置, 仍為直線且和桿軸垂直；兩條縱向線伸長，且伸長量相等，并仍然與桿軸平行。 根據(jù)觀察到的表面現(xiàn)象，可作出平面假設(shè)：變形前為平面的橫截面，變形后仍為 平面，但沿軸線發(fā)生了平移。如圖 所示 根據(jù)平面假設(shè)可知，任意兩橫截面間的各縱向線的伸長（或縮短）均相同。 由材料的均勻連續(xù)性假設(shè)可知，橫截面上的內(nèi)力是均勻分布的，即各點(diǎn)的應(yīng)力相 等。 設(shè)桿件橫截面的面積為

19、A，橫截面上的軸力為 N，則該橫截面上的正應(yīng)力為 二N/A （的正負(fù)號與軸力相同，當(dāng) N為正時， 也為正，稱為拉應(yīng)力；當(dāng) N為負(fù)時, 也為負(fù)，稱為壓應(yīng)力。） 由上所述可知，桿件的材料所能承受的應(yīng)力是有限的， 要保證桿件正常工作， 則桿件的工作應(yīng)力必須不超過其材料的許用應(yīng)力，因此，桿件受拉伸或壓縮時的 強(qiáng)度條件為 (MPa) 式中［］表示桿件材料的許用應(yīng)力， MPa o 本課題所設(shè)計(jì)的已知輪椅主結(jié)構(gòu)將采用直徑為 2CM 管材，假設(shè)需通過 200KG的重量，即截面積 A= -d2=314 （mm 2）,即根據(jù)桿件受拉伸或壓縮時 4 的強(qiáng)度公式 （MPa） 得二 Fn=63

20、.7 MPa A 目前市場上輪椅的材料大多數(shù)都使用硬鋁合金管材，其最大的抗拉強(qiáng)度是 370 MPa，即最大許用應(yīng)力［］為370 MPa，而計(jì)算所得到的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其最大許 用應(yīng)力，故輪椅的主結(jié)構(gòu)采用硬鋁合金。 3.3按照剛度理論選擇多功能康復(fù)輪椅的材料 桿件在不同的荷載的作用下，會產(chǎn)生不同的變形。根據(jù)荷載本身的性質(zhì)與荷 載作用的位置不同，變形可以分為軸向拉伸（壓縮） 、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲四種基 本變形。軸向拉伸和壓縮本節(jié)不詳細(xì)敘述，以下將重點(diǎn)分析扭轉(zhuǎn)和彎曲理論在輪 椅選材上的應(yīng)用 圓軸扭轉(zhuǎn)時的剛度條件為：圓軸的最大單位長度扭轉(zhuǎn)角 max不超過許用單位 長度扭轉(zhuǎn)角[],即 max

21、二 丨 [] (rad) Gl p 或 max二 [(°/m] 梁彎曲時的剛度條件為：是在梁彎曲變形時，某指定截面的撓度和轉(zhuǎn)角不允 許超過許用值，即 ymax [y] 或 max [] 式中，[y]和[]分別為許用撓度和許用轉(zhuǎn)角，兩者都可在有關(guān)設(shè)計(jì)手冊中查到。 331扭轉(zhuǎn)時的剛度計(jì)算 如果在直桿的兩端各受到一個外力偶 Me的作用，且二者的大小相等、轉(zhuǎn)向 相反，作用面與桿件的軸線垂直，那么桿件的橫截面將繞軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，這 種變形稱為扭轉(zhuǎn)，如圖所示 圖桿件的扭轉(zhuǎn)變形 其變形特點(diǎn)是：桿件任意兩個橫截面都繞桿軸線作相對轉(zhuǎn)動，兩橫截面之間 的相對角位移稱為扭轉(zhuǎn)角，用 表

22、示， 表示截面B相對于截面A的扭轉(zhuǎn)角。扭 轉(zhuǎn)時桿的縱向線發(fā)生微小傾斜，表面縱向線的傾斜角用 表示。如圖332所示 圖桿件扭轉(zhuǎn)時的變形 已知所用的硬鋁合金管材的許用單位長度扭轉(zhuǎn)角 []=1( °/m，切變模量 G=8 10 4 MP a，即 根據(jù)上面得到的公式 max二 [(°/m]， 又0.1d4(1 4) (mm 4)， 得 max== 0.73 ( °/m <[ ]=1( °/m 所以，該硬鋁合金管材的剛度足夠 彎曲時的剛度計(jì)算 如果直桿在兩端各受到一個外力偶 Me的作用，且二者的大小相等、轉(zhuǎn)向相 反，作用面都與包含桿軸的某一縱向平面重合，或者是受到位于縱向平面內(nèi)且

23、垂 直于桿軸線的外力F作用時，桿件的軸線就要變彎，這種變形稱為彎曲，如圖333 （a）、（b）所示，圖（a）所示為純彎曲，圖（b）所示為橫力彎曲 圖桿件彎曲時的變形 繪制主結(jié)構(gòu)支梁的剪力圖和彎矩圖，分析的最終結(jié)構(gòu)剪力圖和彎矩圖如圖 所示 圖335 主結(jié)構(gòu)的剪力圖和彎矩圖 梁彎曲時的許用撓度為［y］，只要選用的材料最大的撓度不要超過其許用撓 度，即可，得主結(jié)構(gòu)梁的最大的撓度 ymax Wz （式中 Iz ——截面的慣性矩， mm4， Wz ——抗彎截面模量， mm3） 又因?yàn)樗捎玫牟牧鲜强招匿X合金管材，所以分別存在管材截面慣性矩 ，和抗 彎截面模型

24、，即根據(jù)彎曲時的剛度條件 『max二比，只要選用的材料最大的撓度 ^Vz 小于材料彎曲時的許用撓度為［y］即可，通過實(shí)驗(yàn)和分析，本課題設(shè)計(jì)的輪椅所采 用的硬鋁合金完全滿足條件，剛度足夠，故主體結(jié)構(gòu)材料采用硬鋁合金是滿足要 求的 第四章 多功能康復(fù)輪椅的功能分析 此款輪椅是對市場上銷售的輪椅進(jìn)行改造的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)與制作的，該輪椅是 一種輔助殘疾和行動不方便的高齡老年人產(chǎn)品，它除了具有市場上輪椅普遍具有 的行走功能外，還具有斜躺和平躺的功能，當(dāng)使用者感覺坐的時間較長的話，使 用者可以方便的操作以便使自己趟下， 減輕使用者的疲勞系數(shù)，達(dá)到安全，舒適, 快捷等功能。 第五章 多功能康復(fù)輪椅

25、的 3D 模型制作 本輪椅設(shè)計(jì)的原則是希望讓體型較大的使用者也能有一個舒適的乘坐空間， 因此對于輪椅各部分的設(shè)計(jì)尺寸都采用大型輪椅的規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)。已知桿件所采 用的材料是硬鋁合金，并依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的規(guī)定，制定出本輪椅的設(shè)計(jì)規(guī)格如 下： （1）、本設(shè)計(jì)的輪椅展開的全寬限定在 660mm 之內(nèi)；（2）、地板到把手上方 的最大尺度全高為 950mm 之內(nèi)；（3 ）、從地板到座位的高度為 510mm 之內(nèi)； （4）、座長尺度為 450mm 之內(nèi)；（5 ）、裝置坐墊的兩管內(nèi)側(cè)座寬尺度為 450mm 之內(nèi)；（6）、從座管上方到扶手管上方的尺度為 200mm 之內(nèi)；（7 ）、從坐墊到背 靠上端的尺度為

26、 380mm 之內(nèi)；（8）、腳架的最低距離地高為 50mm 以上。 依照 上述數(shù)據(jù)， 并利用 Pro/Engineer Wildfire 2.0 進(jìn)行輪椅的 3D 繪圖。 將主體框架 描繪出來。 5.1 基于 Pro-e 建立多功能康復(fù)輪椅的 3D 模型 根據(jù) 3D 模型制作前給的相關(guān)數(shù)據(jù)，按照 Pro/Engineer 操作相關(guān)規(guī)則進(jìn)行 模型制作，經(jīng)過長時間的修改和探討， 并確定本輪椅的3D最終效果圖，如圖5.1 所示 (■「 param | larnui 2X717 I drmau J nFm..n I dFinii? 時竹■伯 u uri3*i-j J HFmr

27、t 4”# annwii i aFB-Kn - HQrRfill 『￡二粒爲(wèi)wnrmHTJ篇席E!河器理黑 圖5.1多功能康復(fù)輪椅的3D模型 利用ADAMS定義各個機(jī)構(gòu)的約束關(guān)系，貴機(jī)構(gòu)的運(yùn)動就行仿真分析 第六章多功能康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)和制作的前景展望 輪椅是康復(fù)的重要工具，它不僅是肢體傷殘者的代步工具，更重要的是 使他們借助于輪椅進(jìn)行身體鍛煉和參與社會活動。 隨著社會的發(fā)展和人類文明 程度的提高，人們特別是殘疾人愈來愈需要運(yùn)用現(xiàn)代高新技術(shù)來改善他們的生活 質(zhì)量和生活自由。再加上當(dāng)今世界各大城市都面臨老齡化問題， 根據(jù)聯(lián)合國預(yù)測, 1990-2020年世界老齡人

28、口平均年增速度為 2.5%，同期我國老齡人口的遞增速 度為3.3%，老齡化速度快于世界老齡化速度。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和人民 生活水平的不斷提高，預(yù)計(jì)在不久的將來，輪椅的社會需求總量逐年增長，這給 輪椅行業(yè)帶來巨大的市場空間。 結(jié)束語 人類的壽命隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步而逐步增加，高齡化的社會已成為全 世界各國的重大挑戰(zhàn)。隨著老年人口的不斷增加，輪椅的需求也日趨重要，針對 這些年長而行動不方便的使用者而言，身體各部分器官正逐漸退化，再加上有部 分高齡化使用者會出現(xiàn)神經(jīng)肌肉萎縮，所以對他們來說，自行驅(qū)動輪椅是件非常 困難的事，因此多功能肢體障礙康復(fù)輪椅較能逐漸符合他們的需求。當(dāng)今世界各

29、大城市都面臨老齡化問題， 根據(jù)聯(lián)合國預(yù)測， 1990-2020 年世界老齡人口平均年 增速度為 2.5% 。也就是說，輪椅的市場越來越大。 對于在手推型多功能肢體障礙康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)研究中涉與的方法和思路進(jìn)行 了較為全面的探討，本課題所設(shè)計(jì)的輪椅是基于 Pro/Engineer 繪圖軟件建立的 輪椅 3D 模型，且符合設(shè)計(jì)條件的需求。還有本設(shè)計(jì)所研究的輪椅除了兼具安全 性和乘坐敘適性之外，也擁有操作簡單、質(zhì)量輕、便于收藏可拖行運(yùn)送等功能。 設(shè)計(jì)的本質(zhì)是創(chuàng)新，設(shè)計(jì)與人類的生產(chǎn)活動密切相關(guān)，它是把各種先進(jìn)的技 術(shù)成果 轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的一種手段和方法 設(shè)計(jì)的目的是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，建立性能好、 成本低

30、、價值高的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，以滿足人類社會不斷增長的物質(zhì)和文化需要通過 這次的設(shè)計(jì)我深深的感受到實(shí)踐的重要性，只有親自動手做過了才能更好的了解 自己在哪方 還有缺陷。這次設(shè)計(jì)加強(qiáng)了自己的動手能力，同時我也學(xué)到了許多 知識，只有這樣才能學(xué)好、學(xué)到真正屬于自己的東西。無論是現(xiàn)在還是以后走上 工作崗位，都要始終保持飽滿的精神。提高學(xué)生 合設(shè)計(jì)能力，特別是提高創(chuàng)新 設(shè)計(jì)能力，是 21 世紀(jì)的機(jī)械專業(yè)建設(shè)的改革主線。俗話說： “實(shí)踐出真知”，想 提高自己的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，就要多察、多思考、多動手。在設(shè)計(jì)過程中發(fā) 現(xiàn)問 ，解決問題，不斷的積累經(jīng)驗(yàn)。這樣經(jīng)過反復(fù)的錘煉，我們的 合設(shè)計(jì)能力 和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力就能夠

31、在不知不覺中得到提高。 由于本人的能力有限，在本作品的設(shè)計(jì)過程中，在內(nèi)容的選擇和編排過方 ， 難免會出現(xiàn)許多欠妥之處，敬請各位老師諒解。 主要參考文獻(xiàn) [1] 申永勝 .機(jī)械原理教程 .北京：清華大學(xué)出版社， 2005 [2] 張策 .機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004 [3] 曾宗福.機(jī)械基礎(chǔ) .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2002 [4] 吳克堅(jiān)，于曉紅，錢瑞明 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京 :高等教育出版社， 2003 [5] 許德珠，朱起凡，呂燁 .機(jī)械工程材料 .北京：高等教育出版社， 2001 [6] 單輝祖 .材料力學(xué)教程 .北京：國防工業(yè)出版社， 1982 [7] 張鄂 .現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法 .北京：科學(xué)出版社， 2007 [8] 戚昌滋 .機(jī)械現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法學(xué) .北京：中國建筑工業(yè)出版社， 1987 [9] 趙松年，佟杰新，盧秀春 .現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [10] 朱紅雨 .機(jī)械基礎(chǔ) .北京：中國傳媒大學(xué)出版社， 2008