手推折叠轮椅设计

毕业设计题目：手推折叠轮椅的设计姓名：所在院系：专业班级：指导老师：2009年月毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：基于Pro-e的手推折叠轮椅的设计指导教师：职称：类别：毕业设计（论文）1、设计（论文）的主要任务①、手推折叠轮椅的市场调研与功能分析②、手推折叠轮椅的设计2、设计（论文）的主要内容①、了解机械设计的各种现代方法②、总结目前市场上出售的轮椅的缺点与优点及未来轮椅行业的发展趋势③、利用创新思想及实践经验再一次对折叠轮椅的多功能进行创新改进3、设计（论文）的基本要求①、正确认识毕业设计的重要性，精心准备和认真完成②、独立思考并完成毕业设计的内容③、按时进行毕业设计进度的汇报，以便进行中期检查，并争取按期答辩4、主要参考文献[1]曾宗福.机械基础.北京：化学工业出版社，2002[2]单辉祖.材料力学教程.北京：国防工业出版社，1982[3]徐正会，吴家锃：《携带式轮椅的创新设计》.中国台湾，2008[4]徐正会，黎淳弘：《折叠式轮椅的研发》.中国台湾，20045、毕业设计（论文）时间安排①、2008年11月~2009年01月：毕业设计任务的布置、材料收集和最终的题目确认②、2009年02月~2009年03月：进行手推折叠轮椅的设计的论文撰写③、2009年04月~2009年05月：论文的修改和最终的毕业答辩注：1、此表一式三份，系部、指导教师、学生各一份。2、类别是指毕业论文或毕业设计，类型指应用型、理论研究型和其他。目录摘要....................................................................5Abstract..................................................................6第一章折叠轮椅设计的概述...............................................71.1折叠轮椅设计的研究现状............................................71.2折叠轮椅设计的关键点..............................................91.3本设计所研究的内容................................................9第二章折叠轮椅的结构设计..............................................102.1折叠轮椅的结构设计现状...........................................102.2折叠轮椅的现代设计...............................................122.2.1优化设计...................................................132.2.2可靠性设计.................................................142.2.3价值工程...................................................162.3折叠轮椅的结构设计...............................................18第三章折叠轮椅的材料和力学分析........................................193.1新型材料的简介...................................................193.2按照强度理论选择折叠轮椅的材料...................................203.3按照刚度理论选择折叠轮椅的材料...................................223.3.1扭转时的刚度计算............................................233.3.2弯曲时的刚度计算...........................................24第四章折叠轮椅的功能分析...............................................264.1利用价值工程进行折叠轮椅的功能分析...............................264.2折叠轮椅的创新设计...............................................284.3多功能折叠轮椅的设计.............................................29第五章折叠轮椅的3D模型制作............................................315.1基于Pro-e建立折叠轮椅的3D模型..................................315.2折叠轮椅收折全过程...............................................32第六章折叠轮椅设计和制作的前景展望.....................................356.1折叠轮椅设计的前景..............................................356.2折叠轮椅制作的前景...............................................36结束语..................................................................37主要参考文献............................................................38致谢...................................................................39摘要根据所收集的各类文献及市场出售的各种折叠式轮椅显示，目前绝大多数折叠式轮椅皆仅止于左右折叠，所以收折之后所占的体积仍是非常庞大，如此将造成搬运、载送上的困难，且施力不易，携带相当不方便，对于必须经常外出而行动不方便者，将形成非常大的负担。目前市面上亦有两三种可收折成手提箱大小的折叠式轮椅，称为组合式轮椅，但其最大的缺点是组装程序相当的复杂和费时，在每一次的使用前与收复过程中，必须经过相当繁琐的步骤，对于使用时间短而使用次数多的患者而言，是一个非常困扰的问题。本设计所要研究的手推型折叠轮椅仅以连杆机构所组成，从经过设计和设计要求的限制，及各类参考文献中得出了最适合此类机构的是WattI型六连杆机构，并且进行了应用材料的确定、杆件的力学分析和整体的结构设计，最后完成了实体3D模型的制作。所以本设计所研究的手推型折叠轮椅是由单一自由度收折，并且没有分离的零件，不需使用任何拆卸工具即可以达到收折后体积小、重量轻、操作简便，像行李箱拖行及站立收藏等特性，适用于下肢瘫痪、年老体弱多病和行动不方便者，是一种非常理想的代步工具。关键词：手推型折叠轮椅;连杆机构;WattI六联杆机构AbstractAccordingtotheliteraturescollectedinthisresearch,mostofthefoldingwheelchaircanonlybefoldedinlateraldirectionandthefoldedvolumeisstilltoobigtocarryortotransportanditbecomesaterribleburdenforactivewheelchairusers.Therearetwoorthreefoldingwheelchairssellinginthemarket,whichcanbefoldedintothesizeofasuitcaseandiscalled“assemblywheelchair.”Theirmajordefectislengthyandcomplicatedassemblingprocedures.Everytimetheuserfoldsorunfoldsthewheelchair,atediousprocessmustbeconducted,whichcausessevereproblemstodailywheelchairusers.Thisresearchdevelopedalinkage-typeportablewheelchair.AnoptimalWatt-Isix-barmechanismwasfoundaccordingtothedesignrequirementsanddesignconstraints.Afull-sizemockupwasbuiltafterthedimensionalanalysiswasaccomplished.Theportablewheelchairdevelopedinthisresearchhasone-DOFwithnoseparatedparts.Itrequiresnotoolstooperate.Thenewdesignhascompactfoldedvolumeandlightweight.Itiseasytooperateandcanbedraggedlikealuggagecase.Therefore,itisanidealmobiletoolforeldersandhandicappedpersons.Keywords：hand-pushwheelchair;linkage;Watt-Isix-bar第一章折叠轮椅设计的概述机械设计的最终目的是为市场提供优质高效、价廉物美的机械产品，在市场竞争中取得优势，赢得客户，取得良好的经济效益。产品的质量和经济效益取决于设计、制造和管理的综合水平，而产品设计则是关键。没有高质量的设计，就不可能有搞高质量的产品；没有经济观念的设计者，决不可能设计出性能价格比好的产品。因此，在机械产品设计中，应特别强调和重视从系统的观点出发，合理地确定系统的功能；应注重新技术、新工艺及新材料等的采用；应努力提高产品的可靠性、经济性及安全性。1.1折叠轮椅设计的研究现状由于现代医学的发展和进步，人类的寿命正逐渐的往上提升，致使各国老年人口将不断增加，然而高龄化的社会结构已然成为世界各国的重大挑战。针对这些年长而行动不方便的使用者而言，其身体各部分器官正逐渐退化，再加上神经肌肉萎缩，自行驱动轮椅是非常困难的事，因此他们将不适合使用具有手轮圈的自推型轮椅，而手推型轮椅较能符合其需求。许多行动不便者在解决移动能力障碍时，最直接使用的工具便是轮椅。根据我国统计部门统计，截止到2006年4月1号，全国现有各类残疾人总数约8296万人，占总人口数的比例为6.34%，而属于肢体残疾的占总残疾人数的比例为29.07%，人数达到2412万，如图1.1所示。与1987年第一次全国残疾人抽样调查统计数据可以看出，肢体残疾人数略有所增加。2005年底，中国60岁以上老年人口1.44亿，占总人口的比例达11%。现在我国60岁以上老年人口每年以3%的速度递增，如图1.2所示。在60岁以上的老年人口中，有相当一部分老年人在日常生活和工作中，在疾病治疗和康复过程中，都需要借助使用轮椅。这对于家庭生计、社会成本与国家经济均会造成严重的影响，不可轻视。对于青壮年的肢体障碍患者而言，轮椅可使他们重新返回职场，以改善家庭生计和降低社会负担；对于行动不便的高龄老人或出现重度神经肌肉萎缩的患者而言，轮椅是他们走出户外的最佳辅具，不但能改善他（她）们的精神生活，而且在心灵层面上更得到慰藉。2006年全国残疾人抽样调查统计29%24%15%