本课题要求设计出来的电动轮椅能适应室内平地等狭窄的地势,灵活性高,这一点在转向时尤为重要。上文的后轮转向方案能够实现轮椅的任意半径转向,甚至原地旋转。而前轮转向方案更偏向于室外等宽阔路段小角度大半径的转向场合。室内的转向可应用于室外,而反之则非常困难。所以综上所述,决定采用后轮的转向方案。
2。3后轮转向驱动及转向系统设计
在后轮转向方案的系统设计中,两等功率后轮电机选用减速电机,两个减速电机经定速比的减速器分别驱动两侧后轮转速。两组电机、减速器和传动机构的运动相互独立、互不影响,分别接收从控制系统传來的不同电信号。为了保证当控制系统向两侧直流电机输出同样控制信号来实现前进后退时两侧后轮的转向、转速数值完全相同,两直流电机应当选择相同品牌的相同型号,同理可得,两套减速器及传动机构也必须具有完全相同的尺寸及传动比。
由于轮椅的尺寸限制,在后轮上安装的电机与减速器必须占地空间小。直流电机的尺寸与额定功率和扭矩等参数有着必然的联系,一般来说,同一系列的电机尺寸越大,对应的额定功率和扭矩就越大。在选择直流电机型号时必须考虑到电机尺寸的限制,在节约场地的同时尽可能选择大功率的电机。
轮椅前进或后退的过程中,前轮并不受到控制,但是在后轮转向的时候,如果前轮随便偏转,将会大大影响到轮椅的转向性能及转向时的安全性。因此在设计时必须对前轮偏转时的灵活性加上限制,本文的思路是在前轮转向的轴上加上一定阻尼,使前轮在经受地面的摩擦力矩时可偏转一定的角度,但在摩擦力矩消失之后也可保持姿势,不会随意移动。
2。4本章小结
一款适合老年人及残疾人使用的多功能型电动轮椅,应当具备本体牢固、功能高度集成、座椅舒适安全、操作简单灵活等优点。主要设计内容有驱动与转向系统的设计、座椅升降与靠背角度调整设计。其中驱动和转向系统设计当然是设计的重中之重。
转向和驱动系统最终按实用性考虑采用了后轮转向方案,其优点是在狭窄的空间中转向灵活,能够以任意转向半径及转向角度转向,系统总体结构紧凑美观。前轮施加一定阻尼使得轮椅能够平稳地完成转向。行驶和转向系统由一对同型号带减速器的电机组成。车身要求结构坚固稳定,简单轻便的同时也可以灵活拆卸折叠。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com
第3章 详细设计
电动轮椅系统设计包括控制系统原理图设计、系统流程图设计、系统硬件设计、系统应用程序设计。
3。1系统原理图设计
整套系统由24V电池来供电,一个按钮控制着接触器的通断来实现电源的通断。轮椅的驱动及转弯由摇杆和按钮来控制,使用摇杆时,摇杆向plc发出信号,plc接收后,经过程序的逻辑,再向电机的驱动器发送正反转的信号和电压的模拟信号,最后电机驱动器控制电机转动。轮椅座椅的升降和靠背的升降由按钮来控制,按下按钮后,按钮所控制的继电器通电,直流推杆电机就会伸出或缩回,直到碰到限位开关,断开电路,电机就停止了。
3。2系统流程图设计
流程图:其他指令范围:慢速按钮、摇杆前推、摇杆后推