作品名稱:一種基于履帶傳動的自平衡爬樓輪椅
學校名稱:山東理工大學
參賽隊伍:Kingdom51
參賽學生:張鈺 王志勇
指導老師:牛國棟 李家鵬
綜述
輪椅不僅是肢體傷殘者和行動不便人士的代步工具,更重要的是可以借助于輪椅參與社會活動。普通輪椅一般由輪椅架、車輪、剎車裝置及座靠四部分組成。手搖輪椅在普通輪椅基礎上,增加手搖裝置。電動輪椅在普通輪椅基礎上,增加電子助力系統,減輕了使用者的體力消耗。
擴大輪椅的使用范圍是全世界都在廣泛關注的話題。針對輪椅不能在臺階,溝槽等障礙跨越的問題,我們設計了一種基于履帶傳動的自平衡爬樓輪椅,它可以在無人協助的情況下,安全平穩的上下樓梯,通過陀螺儀以及多個傳感器判斷出車身所處狀態,中央微處理器驅動馬達做出調整,平衡了扭矩,也產生了沿樓梯中心線的加速度,防止傾倒的同時簡化了對輪椅的操作。
該產品為了增大使用者與正常人同一高度交流的平等心理,我們為此設計了牢固的升降系統,利用電動機代替一側蝸輪蝸桿使輪椅上下移動
整體結構
主要創新點
通過坦克可以跨越溝壑我們聯想到可以利用履帶來擴大輪椅的適用范圍,使殘疾人士在無人協助下即可使用輪椅上下樓梯。該輪椅同時兼具輪式機構和履帶式機構,做到在平地時,我們用輪式機構代步;在爬樓梯或是跨越障礙時,履帶機構下降,僅通過兩者簡單的轉換,就大大擴大了殘疾人使用輪椅的范圍。
并且使用了陀螺儀,傳感器以及多個中央微處理器,做到在平面上運動時只需傾斜上身就可使輪椅作出調整,當然必要時我們還可以通過控制輪子的速度來做到轉向;在爬樓梯時,可以使履帶由坡度改變而轉動,輪椅傾斜程度隨樓梯而變。不僅使我們操作方便而且防止上下樓梯時傾倒側翻,始終使座椅保持水平。
另外為了極大提高殘疾人士的平等觀念,我們設計的輪椅可以自由升降,在座位和履帶上方使用電動升降柱,讓殘疾人和我們同一高度交流,甚至到書架取書或是到吧臺取酒。