作品名稱:一種行星輪式爬樓輪椅
學校名稱:山東理工大學
參賽隊伍:山理智慧之星
參賽學生:油曉喆 張紹杰 朱曉佟
指導老師:于珊珊
據統計,我國殘疾人數量已達8502萬人,殘疾人的生活狀況成為社會關注的焦點,我們團隊抓住了傳統輪椅笨重無法跨越溝壑等弊端設計了行星輪式輪椅。
普通行星輪有兩個自由度,若使其具有確定的運動,需要給行星輪兩個確定的自由度。而目前使用的各種行星輪中,都用一個電機驅動這個行星輪的中心齒輪,即只給一個確定的輸入,另外一個自由度需要依靠地面和臺階的情況來約束。如果遇到高度較小的障礙,行星輪可以“爬”過這種障礙。在遇到較高的障礙比如遇到臺階時,接觸臺階面的那個輪停止轉動,該輪系的一個自由度受到限制,驅動輪系就變成行星輪系,輪架就有可能帶著另外兩個輪繞這個停止不動的輪回轉,實現翻轉跨越障礙爬樓輪椅采取的是被動爬樓,即是靠地面和 臺階面的約束來鎖死完成翻轉。另外,我們依照運動學的原理,通過約束自由度的方式建立機構,并且分析機構的運動狀態與移動軌跡。通過旋轉結合等操作實現爬樓輪椅爬樓過程的仿真,確保了爬樓過程的順利實現。
對于輪椅的穩定性,我們采用內置的精密固態陀螺儀來判斷車身所處的姿勢狀態,透過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令后,驅動馬達來做到平衡的效果。
此外,我們團隊設計的行星輪式輪椅還具有可折疊、結構簡單、重量輕等優點,為殘疾人的日常生活增加了許多便利。