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1国外研究现状

国外在不同的仿真方式、不同方系统方面都有着丰富的高科技软件。如Belgium的LMS.DADS、USAMSC.ADAMS、以及Germany的SIMPACK等软件在运动学和动力学分析与仿真方面都领先于其他国家；本文所用到的ADAMS、MATLAB仿真软件都被广泛应用。

20世纪80年代初期，英国开始研发了第一台智能轮椅，而后出现GermanyUniversityofUlmMAID项目、AAI公司TAO项目、TIDE项目、KISS学院的TINMAN以及我国863智能轮椅项目等。由于各个研究所的研究目标和标准不同，因此每种轮椅解决的问题的方向也不同。

2、国内研究现状

我国智能自动化开始于20世纪70年代初，在虚拟样机方面的研究比较落后，上个世纪的很长一段时间内，我国都处于引进、消化、改造技术的阶段，却缺乏很多创新点，在863计划主题立项后我国才着手于这方面的研究。虽然在当下，我国的虚拟样机技术在发展中已经取得了很大的进步，但与其他技术成熟的国家相比还存在着巨大的差距。

值得肯定的是，在我国那么多人才和机构当中，中科院自动化所、上交等也已经根据自身技术研制出技术指标与国外先进水平相近的智能轮椅。

我国第一台人机对话轮椅是中科院自动化在上世纪90年代开发设计的，它是一种具有视觉性能语音交互式的机器人轮椅，如图1-3所示，能避开障碍物，在人群之中行动自如。利用视觉模式识别图像、语音模式识别使人类的语言，通过语音控制轮椅的动作，基本上已经实现人机对话功能。

3、国内外爬楼轮椅的优缺点

国外在这方面研究得相对较早，德国科学家布雷在1982年发明的爬楼梯轮椅是最早的专利[13]。此后，世界各国都慢慢开始对爬楼轮椅有研究，在发展中，美、英、德、日占了主导地位，相对来说他们的技术还是比较成熟的。

（1）履带式爬楼轮椅：这类轮椅所应用的爬楼原理跟履带坦克的原理类似。英国的Baronmend公司研究设计出了一款其底部是履带传动结构，能爬楼楼梯最大坡度为35°的电动轮椅，这种履带式轮椅的车轮碰到楼梯时，使用者可以将两边的履带放至地面，然后把这四个车轮向里收起，完全依靠履带来爬楼梯。这种轮椅非常出众的特点就是它不需要依靠人力就能自己单独完成爬楼的动作。在单履带轮椅的基础上，一种名为“萨卡旦坤”

（音译）的双履带式的爬楼轮椅在日本的长崎大学诞生，两组履带分布安装在轮椅的左右两侧，完美解决了因座椅的倾角过大而产生安全的问题，如图1-4。履带式轮椅的传动效率比较高，行走的时候质心浮动不大能适应更多的复杂的地形，会更加实用、平稳、安全。但是这类轮椅仍然存在技术上的缺陷，比如说质量大、行动迟缓爬楼时履带会压迫楼梯对它造成一定的损坏，而且阻力大，这会对转弯造成一定的阻碍，以上的这些不足限制了其在生活中的推广使用。

（2）轮组式爬楼轮椅：所谓轮组式，其划分方式按轮组中轮子的数量可分为二轮组式、三轮组式和四轮

组式。按照轮组的对数又可分为单轮组式和双轮组式。单轮组式意思是轮椅中只使用了一对轮组；而双轮组式的意思是在轮椅的前面和后面各使用了一对轮组。一般单轮组式的轮椅在爬楼时要靠人协助才能保证重心达到稳定，它的布局也不太稳定；而双轮组式虽可以自己爬楼，但因为它的体积大且重，不能在任意场合使用。美国杰出的发明家迪恩卡门发明了一种共有六个轮的能自动调节重心的双轮组式轮椅IOT3000。前面是一对用来做运动的辅助支撑的实心脚轮，后面是两对充气橡胶轮胎，依次翻转可以实现上下楼梯。IBOT3000几乎适合在所有楼梯使用，除此之外，因其在轮椅重心处安放了陀螺仪，它能通过控制器来调整重心的位置，使轮椅能在不同的状态下保持平衡，可以实现后轮的直立行走，为乘坐者提供了更多的方便，使得他们在使用轮椅时能有更多的行走方式。 (责任编辑：qin)