太陽能電動輪椅的設計與研究

【摘要】：老年人和殘疾人數(shù)量的不斷增加給社會的護理工作提出了更高的要求。電動輪椅作為老年人和殘疾人出行代步工具越來越受到人們的青睞。國外電動輪椅普及程度較高,技術也較為成熟,輪椅可靠性高、舒適性好,但其較為昂貴的價格是我國普通居民難以接受的。國內對電動輪椅研究較晚,現(xiàn)階段輪椅大多存在可靠性低、舒適性和安全性差等問題。針對上述問題,本文為老年人和殘疾人設計了一款用于城市道路和住宅小區(qū)道路的太陽能電動輪椅。該輪椅不僅需要實現(xiàn)基本的行走功能,且需要輪椅具有舒適性高、安全性高、可靠性高、價格低廉等特點。基于以上出發(fā)點,本文主要進行了以下的設計和研究：1.對現(xiàn)有電動輪椅缺陷分析的基礎上,研究了輪椅適用人群和環(huán)境對輪椅的功能要求,進而對太陽能電動輪椅進行了整體設計。2.針對電動輪椅舒適性差的問題,采用人機工程學理論對人體坐姿狀態(tài)舒適性進行了研究,進而對座椅舒適性進行了研究,并設計了靠背調節(jié)機構；為提高用戶乘坐安全性,設計了輪椅重心位置自動調節(jié)機構。3.為滿足綠色環(huán)保的設計理念和提高輪椅續(xù)航能力,本文進行了動力傳動系統(tǒng)的選型和匹配,從而設計了太陽能充電系統(tǒng)。另外,為增加蓄電池單位時間充電量和減少電池板在輪椅上所占空間,設計了太陽能電池板收折機構4.為簡化輪椅結構,保證車架結構的合理性,本文進行了車架結構的有限元分析。5.為提高輪椅運行的可靠性,本文采用模塊化設計理念,研究設計了整車控制系統(tǒng)。主要對控制芯片、操縱手柄和電機驅動器進行了選型,并設計了相關硬件電路和軟件系統(tǒng)。最后,對太陽能充電系統(tǒng)進行了試驗測試,主要進行了充電電壓、充電電流、光照強度、蓄電池端電壓等方面的測試。試驗研究表明,太陽能電動輪椅可靠性高、安全舒適,通過太陽能充電系統(tǒng)能有效提高續(xù)航能力,且節(jié)能環(huán)保。太陽能電動輪椅能很好地滿足老年人和殘疾人的出行需求,具有較好的實用價值。 【關鍵詞】：太陽能 輪椅 輪轂電機
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第1章 文獻綜述9-21
• 1.1 人口老齡化與殘疾人口現(xiàn)狀9-11
• 1.1.1 人口老齡化現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 殘疾人口現(xiàn)狀10-11
• 1.2 電動輪椅發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外電動輪椅發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內電動輪椅發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 電動輪椅市場化現(xiàn)狀及存在問題15-17
• 1.4 光伏發(fā)電應用現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 能源危機與環(huán)境問題17-18
• 1.4.2 光伏發(fā)電技術應用現(xiàn)狀18-21
• 第2章 緒論21-23
• 2.1 研究背景與意義21
• 2.2 主要研究內容21-23
• 第3章 太陽能電動輪椅整體設計23-27
• 3.1 太陽能電動輪椅設計要求23-24
• 3.2 輪椅功能設計分析24-25
• 3.3 輪椅結構設計分析25-27
• 第4章 基于人機工程學的輪椅結構設計27-43
• 4.1 人機工程學簡介27-28
• 4.2 電動輪椅座椅的人機工程學設計28-31
• 4.2.1 太陽能電動輪椅靜態(tài)數(shù)據(jù)選擇原則28
• 4.2.2 人體坐姿分析28-29
• 4.2.3 人體模型數(shù)據(jù)29-31
• 4.3 基于人機工程學的座椅靜態(tài)參數(shù)設計31-32
• 4.4 可調式座椅結構設計分析32-34
• 4.5 太陽能電動輪椅車架機構設計與分析34-36
• 4.6 可折疊太陽能電池板結構設計36
• 4.7 太陽能電動輪椅機構框架有限元分析36-43
• 4.7.1 建立分析模型37-38
• 4.7.2 定義和指定材料38-39
• 4.7.3 添加載荷39
• 4.7.4 分析方法和結論39-43
• 第5章 動力傳動系統(tǒng)選型與匹配43-51
• 5.1 動力傳動系統(tǒng)選型43-47
• 5.1.1 驅動電機選型43-45
• 5.1.2 電池選型45-46
• 5.1.3 太陽能電池選型46-47
• 5.2 動力傳動系統(tǒng)參數(shù)設計47-51
• 5.2.1 驅動電機參數(shù)設計47-48
• 5.2.2 鋰電池的參數(shù)設計48-49
• 5.2.3 太陽能電池板參數(shù)設計49-51
• 第6章 整車控制器設計51-65
• 6.1 整車控制器設計方案51-52
• 6.1.1 功能要求51
• 6.1.2 設計原則51
• 6.1.3 整車控制器控制原理51-52
• 6.2 主控制芯片選擇及其最小系統(tǒng)設計52-55
• 6.2.1 主控制芯片選型52-55
• 6.2.2 復位電路55
• 6.2.3 晶振電路55
• 6.3 操縱桿和驅動控制器選型55-58
• 6.3.1 操縱桿選型55-57
• 6.3.2 驅動控制器選型57-58
• 6.4 控制系統(tǒng)主要模塊分析58-61
• 6.4.1 輸入信號58-59
• 6.4.2 太陽能充電模塊59-60
• 6.4.3 電源電路模塊60-61
• 6.5 整車控制系統(tǒng)軟件設計61-65
• 6.5.1 控制系統(tǒng)主程序設計61-62
• 6.5.2 控制手柄輸出信號軟件設計62-63
• 6.5.3 輪轂電機調速程序設計63
• 6.5.4 差速轉向程序設計63-64
• 6.5.5 太陽能電池板充電子程序流程圖64-65
• 第7章 試驗與分析65-69
• 7.1 試驗設備與條件65
• 7.2 試驗結果與分析65-69
• 7.2.1 光照強度66-67
• 7.2.2 充電電流67
• 7.2.3 充電電壓67
• 7.2.4 充電功率67-68
• 7.2.5 蓄電池端電壓68-69
• 第8章 結論與展望69-71
• 8.1 結論69
• 8.2 展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 發(fā)表論文和授權專利一覽表77

您可以在本站搜索以下學術論文文獻來了解更多相關內容

太陽能光伏發(fā)電    崔容強;喜文華;魏一康;張?zhí)m英;

論綠色產品設計的理念與準則    張志華,吳國榮

中國殘疾人口調查與數(shù)據(jù)    陳三軍;陳功;鄭曉瑛;

輪椅的起源    

我國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究    裴郁,董忠敏,楊金玉

立臥兩用電動輪椅車的設計    任怡;張峻霞;張建國;胡軍;

電動輪椅運動控制系統(tǒng)設計    馬小珍;萬淑蕓;

坐姿與座椅設計的人機工程學探討    陸劍雄;張福昌;申利民;

后輪轂電機獨立驅動電動車的驅動控制研究    盧營蓬;常嘉航;蔣猛;張建軍;吳海兵;

電動輪椅差速轉向與驅動控制器的研究與開發(fā)    瞿飛俊

晶體硅太陽能電池選擇性擴散及表面鈍化研究    吳瑜之

機械產品設計知識庫系統(tǒng)研究    王曉倩

太陽能電動車動力系統(tǒng)參數(shù)匹配及仿真研究    趙玉東

老年產品設計中人性化、情感化、智能化的交互研究    王家躍

電動輪椅操縱桿設計    趙婧

純電動汽車蓄電池充電系統(tǒng)的研究    芮秀鳳

基于DSP的電動輪椅車主控制模塊的設計與實現(xiàn)    徐文慧

一種星輪式爬樓梯電動輪椅設計與研究    孟祥雨

基于DSP智能輪椅控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)    趙新全

計算機輔助農機產品的人機分析方法研究    鄭穎;高喜銀;

硅系太陽電池表面鈍化技術比較    王濤;王正志;

基于行人運動模型的人群疏散三維仿真    胡清梅;方衛(wèi)寧;郭北苑;農忠霖;

遙控武器站武器系統(tǒng)人機界面初步設計    紀兵;毛保全;

非致命武器設計的人機工程學要求    李成;張恒軍;

老年人行為分析與產品無障礙設計策略    王秋惠;

綠色包裝 設計先行    黃丹;

包裝設計中結構的簡約性分析    周琳;馮偉一;

明式家具的“道”、“器”之美及對現(xiàn)代產品設計的啟示    吳江;陳振益;

面向生活方式的設計理論研究    潘志國;王蘭美;郭業(yè)民;

中國光伏發(fā)電的發(fā)展及前景    羅雪蓮;

新型護理床的起身機構設計與運動仿真    張渤海;

沈陽市交通指引系統(tǒng)概念設計研究    馬廣韜;房靖鈞;

面向作戰(zhàn)仿真的坦克炮長瞄準模型研究    李光輝;盛衛(wèi)超;

鬧鐘的人性化設計分析    李倩倩;徐秋瑩;萬然;

嬰幼兒圖書裝幀的人性化設計研究    李艷;田蘊;李月恩;

高效PMSM變頻電機在冰箱壓縮機上的應用    丁洪濤;許平建;

低碳經濟視角下新能源CDM項目的國際合作問題研究    遲本坤

軌道交通車站客流承載能力的評估與仿真研究    胡清梅

太陽能電動車關鍵技術研究    李春芳

帶力覺反饋的主從式遙微操作系統(tǒng)研制與實驗研究    韓江義

太陽能熱電—光電復合發(fā)電系統(tǒng)的熱力學分析與結構優(yōu)化    楊天麒

機動衛(wèi)生裝備艙室空氣質量及振動環(huán)境與人體舒適性、工效性、安全性關系研究    蘇琛

黑龍江省能源可持續(xù)發(fā)展研究    王仲瑀

火炮虛擬現(xiàn)實技術研究    杭燚

座椅溫覺特性與坐姿體壓分布的實驗研究    周敏

基于安全閾限分析的煉化企業(yè)安全管理策略    裴宏斌

企業(yè)E-Learning培訓課件的設計和開發(fā)研究    黃欣婷

基于工效學的艦橋人機界面評價研究    余昆

非標數(shù)字裝備通用控制器軟件系統(tǒng)設計    趙文杰

基于行為方式的兒童產品設計研究    沈艷

屏幕界面產品中的設計誤導性探究    李瑞

老年人電子產品的操作提示性認知研究    陳昔

技術與藝術結合    侯力莉

智能家電產品界面的通用設計研究    王銘葉

新型健身器Pumgo Scooter的性能改進和人機優(yōu)化研究    陳嘯寅

面向老齡人群的家具設計研究    蒲羽

面向對象 CAPP 系統(tǒng)開發(fā)工具的設計方法    王細洋,唐曉青,汪叔淳

四輪轂電機獨立驅動車輛轉向電子差速控制    翟麗;董守全;羅開宇;

工業(yè)設計的未來之路——綠色設計    楊明朗,蔡克中

汽車故障診斷專家系統(tǒng)知識庫的建立    曹建國

霍爾式傳感器的信號調理電路    何濤,胡生清,蔡晴

基于霍爾傳感器的高準確度磁場測量方法    陳棣湘,潘孟春,羅飛路,康中尉

太陽能電池材料CuInS_2的研究現(xiàn)狀    湯會香,嚴密,張輝,楊德仁

小型太陽能電動車的開發(fā)    吳琦

動力電池進展    胡信國;

光伏電源最大功率點跟蹤控制方法研究    雷元超,陳春根,沈駿,黃躍杰,陳國呈

我國造船業(yè)模塊化制造網(wǎng)絡研究    楊國兵

V2G建模及接入系統(tǒng)分析研究    曹琦琦

純電動汽車電池管理系統(tǒng)的研究    郭航

電動汽車新型車載蓄電池快速充電裝置的研究    關寧

微型純電動汽車電池管理系統(tǒng)的設計    李娜

一種大型、實時知識庫開發(fā)環(huán)境HKBE的設計與實現(xiàn)    孫俊義

基于DSP的無位置傳感器直流無刷電機控制系統(tǒng)    鄧燦

智能輪椅導航與多傳感器信息融合研究    黃素平

一種基于PWM控制的H橋功率驅動器的設計    呂連國

基于DSP的電機控制器CAN通訊及監(jiān)控系統(tǒng)設計    羅立明

積極老齡化策略研究    潘磊

電動輪椅的使用方法    

對電動輪椅車標準相關內容的探討    單新穎;

一種新型可臥立電動輪椅的研制與設計    劉云;王艾倫;

立臥兩用電動輪椅車的設計    任怡;張峻霞;張建國;胡軍;

基于馬斯洛需求層次理論電動輪椅創(chuàng)新設計探析    袁華祥;劉香香;

一種全方向電動輪椅的系統(tǒng)分析與仿真    姜芳;葛漢林;

坐太陽能電動輪椅跋涉200英里    李忠東;

電動輪椅的構成    

電動輪椅控制器的設計與實現(xiàn)    史小華;王洪波;王建軍;

一種具有全方向運動功能的電動輪椅的設計    袁世奇,宮興禎,唐宗軍

一種電動輪椅運動學建模分析    孟祥雨;翟洪巖;倪娜;

輕便省電可折疊電動輪椅    沈杰

創(chuàng)新產品點亮生活 助力社會健康發(fā)展    劉洋

臺灣推動行動輔具產業(yè)起飛    臺灣電機電子工業(yè)同業(yè)公會副秘書長 羅懷家

電動代步車進地鐵遭拒 殘疾人出行再遇尷尬    早報記者 史寅昇　劉哲瑜

電動代步車路之惑    本報記者 張麗娜

用愛心扶起傾斜的世界    徐鋒 高春占 肖德倫

市場要唱“夕照明”    逸博

沒有標準怎能走得穩(wěn)    本報記者 劉霞

義工旅行：年輕人體驗世界新方式    南方日報記者 趙新星　實習生 李博泓

全方位運動電動輪椅的系統(tǒng)設計與研制    郭哲

電動輪椅的建模與軌跡控制的仿真研究    陸磊

全方向電動輪椅控制部分設計    袁世奇

殘疾人電動輪椅控制驅動電路研究    黃精

電動輪椅操縱桿設計    趙婧

太陽能電動輪椅的設計與研究    易海濤

主從式電動輪椅控制器設計    褚超

輪椅無人駕駛技術實驗平臺的設計    晏勇勇

智能電動輪椅控制系統(tǒng)的研究    薛濤

一種星輪式爬樓梯電動輪椅設計與研究    孟祥雨