复杂路况助老助残机器人研究
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。
仿履带轮;有限元分析;助老助残机器人;复杂路况;仿真分析
山东理工大学
硕士
机械工程
官金良
2013
中文
TP242
90
2013-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）