新型车载轮椅自动升降机的设计与研究
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摘要
目前全世界的残疾人总数已超过6亿,其中乘坐轮椅的人数超过30%,他们外出时上下、车障碍是他们最大的困难。本论文研究设计了一种新型车载轮椅自动升降机,实现了自动载、卸乘客的功能。使用该升降机,将在很大程度上解决残疾人生活环境中的外出通行障碍问题。
该车载轮椅自动升降机采用典型的机、电、液一体化集成系统,该系统以机械机构作为对象,液压作为动力,由单片机实现自动控制。整个系统可分为机械系统、液压驱动系统、电子控制系统三个子系统,共同完成升降运动。
(1)对机械系统的主要工作机构进行了设计,分析了其受力和工作原理,利用Pro/E软件完成工作机构的三维实体模型设计,并对模型进行运动干涉检查;
(2)在Pro/E软件中的机构(mechanism)环境中,对工作机构进行运动学仿真研究,得出工作机构主要性能的相关曲线,并对仿真结果进行分析;
(3)对液压系统的工作原理和过程进行了分析,设计了液压系统基本回路,拟定液压系统工作原理图。完成液压系统各参数的计算,并在此基础上选择与设计了主要液压执行元件,对系统工作热平衡进行验算,提出系统最佳冷却方案;
(4)设计了硬件部分总体组成,完成各组成模块功能元器件的选择与接口电路的设计。运用模块化程序设计方法,对软件部分主程序进行设计,并完成各个子程序的设计,从而完成整个控制系统硬件接口电路设计和软件控制流程设计。
完成该系统的设计,需要研究和分析机械结构的设计与分析、Pro/E建模与仿真、液压系统的设计与计算、传感器技术、信息处理技术、接口技术、自动控制技术、单片机等多个领域的基础理论和相关知识,具有一定的理论参考价值;该车载轮椅自动升降机将在很大程度上解决残疾人外出通行障碍问题,对我国残疾人社会保障事业具有重要的现实意义。
There are more than 600 million disabled people all around the world. The mount of people who use the wheelchair are 200 million. It is very inconvenient when they out. The thesis designed a new automatic elevator for disabled. The vehicle will load and unload passengers more convenient with the equipment, which will help the people who have troubles when they get on and get off the vehicles.
(1)The thesis designed the mechanism. It also analysed the principle of the control system, which will help the four-bar mechanism to accomplish the process of ascension and descension. The model of the mechanism is contribute with the software of Pro/E;
(2)The simulation have been done with the software of Pro/E;The mechanic system and hydraulic system of the automatic elevator were designed. It also analysed the principle of the control system, which will help the four-bar mechanism to accomplish the process of ascension and descension. The rider will have a convenient out going with simple, flexible and reliable manipulation.It is contribute to the disabled charity;
(3)The thesis designed the hydraulic system of the automatic elevator. The Principle of hydraulic system is analysed;
(4)The thesis designed the control system, which consist of the hardware system and the software system.
The thesis designed a new automatic elevator for disabled. The vehicle will load and unload passengers more convenient with the equipment, which will help the people who have troubles when they get on and get off the vehicles. The rider will have a convenient out going with simple, flexible and reliable manipulation.
该车载轮椅自动升降机采用典型的机、电、液一体化集成系统,该系统以机械机构作为对象,液压作为动力,由单片机实现自动控制。整个系统可分为机械系统、液压驱动系统、电子控制系统三个子系统,共同完成升降运动。
(1)对机械系统的主要工作机构进行了设计,分析了其受力和工作原理,利用Pro/E软件完成工作机构的三维实体模型设计,并对模型进行运动干涉检查;
(2)在Pro/E软件中的机构(mechanism)环境中,对工作机构进行运动学仿真研究,得出工作机构主要性能的相关曲线,并对仿真结果进行分析;
(3)对液压系统的工作原理和过程进行了分析,设计了液压系统基本回路,拟定液压系统工作原理图。完成液压系统各参数的计算,并在此基础上选择与设计了主要液压执行元件,对系统工作热平衡进行验算,提出系统最佳冷却方案;
(4)设计了硬件部分总体组成,完成各组成模块功能元器件的选择与接口电路的设计。运用模块化程序设计方法,对软件部分主程序进行设计,并完成各个子程序的设计,从而完成整个控制系统硬件接口电路设计和软件控制流程设计。
完成该系统的设计,需要研究和分析机械结构的设计与分析、Pro/E建模与仿真、液压系统的设计与计算、传感器技术、信息处理技术、接口技术、自动控制技术、单片机等多个领域的基础理论和相关知识,具有一定的理论参考价值;该车载轮椅自动升降机将在很大程度上解决残疾人外出通行障碍问题,对我国残疾人社会保障事业具有重要的现实意义。
There are more than 600 million disabled people all around the world. The mount of people who use the wheelchair are 200 million. It is very inconvenient when they out. The thesis designed a new automatic elevator for disabled. The vehicle will load and unload passengers more convenient with the equipment, which will help the people who have troubles when they get on and get off the vehicles.
(1)The thesis designed the mechanism. It also analysed the principle of the control system, which will help the four-bar mechanism to accomplish the process of ascension and descension. The model of the mechanism is contribute with the software of Pro/E;
(2)The simulation have been done with the software of Pro/E;The mechanic system and hydraulic system of the automatic elevator were designed. It also analysed the principle of the control system, which will help the four-bar mechanism to accomplish the process of ascension and descension. The rider will have a convenient out going with simple, flexible and reliable manipulation.It is contribute to the disabled charity;
(3)The thesis designed the hydraulic system of the automatic elevator. The Principle of hydraulic system is analysed;
(4)The thesis designed the control system, which consist of the hardware system and the software system.
The thesis designed a new automatic elevator for disabled. The vehicle will load and unload passengers more convenient with the equipment, which will help the people who have troubles when they get on and get off the vehicles. The rider will have a convenient out going with simple, flexible and reliable manipulation.
引文
[1]韩彪,王存喜.运输工具的发展趋势[J].铁道运输与经济.2000,5.
[2]何春阳,杨幼民.专用汽车[J].2001,(1):30.
[3]张超.专用汽车企业合资合作及投资建设[J].汽车与配件, 2009(12).
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[5]杨琳.我国专用车行业发展的大趋势不变——访中国汽车工业协会专用车分会秘书长王焕民[J].专用汽车, 2009(03).
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