摘要:当今社会人们生活质量普遍提高，生物医学的技术也在快速发展，人类的 免疫力也随着增强，因此全世界人口老龄化越来越严重，再者交通事故经常发 生，增加了残疾人的数量，所以对辅助步行工具的需求量提高，在这个前提下， 这种轮椅基于机器人技术的电动爬楼轮椅被越来越多的残障人士所使用，因此 我们可以判定机器人技术应用到电动轮椅上的智能轮椅将是未来发展的主要方 向 [1] 。

目前，CAD 广泛地应用在各个设计领域，使用虚拟样机技术可以在设计的 阶段就开始模拟产品的性能，同时也可以优化产品的设计，和缩短产品开发周 期，还能节约开发费用。本课题先对电动轮椅的运动原理进行分析，详细描述 了电动轮椅模型建立的方法和步骤，并利用 MATLAB 和 ADAMS 联合仿真对所设计 的电动轮椅的运动轨迹和它的运动方式进行验证。

在机械结构这个方面，对行星轮系的结构先进行分析，然后在三维软件上 建好的三维模型导入 ADAMS 软件中对它进行运动学、动力学仿真分析，对它的 结构进行优化和调整；最后建立虚拟样机来验证机械结构的合理性。在控制系 统方面，通过 MATLAB 进行了电动轮椅的建模，运用了基于 PID 控制算法并调试， 再用 ADAMS 和 MATLAB 进行交互式的联合仿真，此过程验证了机械结构和控制算 法的合理性。

关键词：联合仿真；PID 算法；爬楼轮椅；行星轮系

Abstract:With the development of human  living  and  science  and technology,especially the rapid development of biology medical development,human  beings  have  the ability to overcome and control a variety of  infectious diseases,making our  health level significantly improved,the average life has been greatly   extended.

In the aspect of mechanical structure,this paper analyzes the structure of the planetary gear train,introduces the three-dimensional model established by the same group of students into the ADAMS software for kinematics and dynamic simulation analysis,and adjusts the structure.

In the aspect of control system,the electric wheelchair modeling and   simulation is carried out by MATLAB.The joint control algorithm based on CMAC+PID joint control algorithm and debugging,ADAMS and MATLAB are used to verify the rationality of structure and control algorithm.in this paper,MATLAB+ADAMS simulation of electric wheelchair,from the mechanical structure,control system and algorithms for a comprehensive analysis,in the overall verification of the electric climbing wheelchair design rationality.

Keywords: Joint simulation; PID algorithm; Climbing wheelchair; Planetary gear train

目 录

第一章 绪论 1

1.1 简介 1

1.1.1 ADAMS+MATLAB 联合仿真 1

1.1.2 电动爬楼轮椅 1

1.2 课题研究背景及意义 2

1.3 轮椅的研究现状及优缺点 3

1.3.1 国外研究现状 3

1.3.2 国内研究现状 3

1.3.3 国内外爬楼轮椅的优缺点 4

1.4 课题设计研究内容与方法 7

1.4.1 课题设计研究内容 7

1.4.2 课题主要研究方法 7

第二章 行星轮电动爬楼轮椅的运动分析 8

2.1 电动轮椅底盘的力学分析