我们偶尔会遇到或看到这样的情况,因为受伤而开始坐轮椅,有时候需要下楼,很不方便。而传统的轮椅是无法上下楼梯,能上下楼梯的轮椅又相对来说比较贵,我们也不是一直坐轮椅的人,这个花费不是特别值得,导致的出行时十分不便。而无障碍通道并不是随处可见。综合考量之后,设计开发新型轮椅的需求刻不容缓。但是轮椅相对的研究成本较高且需要考虑的部分较多较难,并且研究时容易花费很多时间在轮椅研究而不是爬楼研究,舍本逐末。因此我们小组打算研究一款新型爬楼小车,为爬楼轮椅提供一种思路。
我们的主要目标是设计一款能够在楼梯上行进的小车,这款小车要同时满足载重能力强且爬楼速度快的要求,并且为满足适用到轮椅上的需求,我们的爬楼小车需要在爬楼行进的过程中较为平稳,给轮椅使用者带来较为舒适的体验。同时,由于是为轮椅设计,所以需要兼顾安全性能以及使用寿命等方面的要求。最后,由于轮椅乘坐者行动不便,传统的手摇轮椅可能不便于楼梯上行进,所以我们需要给小车加装控制系统,通过蓝牙连接手机,使用手机对小车的移动进行控制。
经过小组成员的市场调查以及对小车进行多次设计,我们明确了爬楼小车的最终方案——车身采用四组齿轮齿条组成的抬升装置,两组位于小车前部,两组位于小车后部。在攀爬楼梯时,前部抬升装置抬升并置于上方的目标台阶上,同时后部抬升装置下降并置于下方的台阶上,进入抬升准备状态。之后前部及后部抬升装置的电机同时带动齿轮,使后部齿条及前部车轮同步下降,使车身整体平稳抬升。当车体抬升至与上方目标台阶同一平面时,前部抬升装置的控制车轮的电机启动,带动车身向前移动,当车身大部位于目标台阶上时,向上收回后部抬升装置,完成一个攀爬过程。这个方案满足了小车载重能力强以及爬楼速度快的基本需求,同时行进时较为平稳,我们加装了通过蓝牙连接到手机的可由手机控制的移动控制装置,基本实现了我们的设计目标。