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F-13-Backpack Fetcher for Wheelchairs

指导教师:Peter Bradley Shull 项目成员:贾皓宇、邰潇逸、朱嘉铃、李金科、张睿

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项目简介

项目概述

本项目旨在解决下半身残疾的残疾人单独轮椅出行时难以携带行李的问题。本项目设计了一套手动机构,可以将移动时存储于轮椅背后的行李(如背包)等通过一定轨迹移动到使用者面前便于使用者存取物品,完成后再按这一轨迹移动至轮椅后的储存位置。本项目机构中采用了滑槽和连杆相结合的方式进行设计,可以使行李平台从轮椅后方通过使用者上方空间移动至前上方,运动轨迹主要占用上部空间,在窄小的电梯等环境中也能够正常工作。

本项目选题基于指导老师提供的项目列表。


项目目标

设计出一套可以加装于普通轮椅上的机构,可以通过轮椅用户的手动操作将物品从轮椅后方的存放位置沿一定轨迹移动到用户前方便于取放。

设计目标主要有以下几项:该轨迹应尽可能紧凑以减小所需空间;机构装置重量应尽可能轻并且重心稳定;机构须有足够强度保证使用过程中不会失效;机构应有10kg行李承重能力;运动轨迹的设计应考虑压力角和机械增益驱动力不宜过大;价格在合理范围内。

通过实物测试/虚拟测试完成运动学和力学要求的测试。


项目成果

由于疫情政策影响,本组成果内容由实物转变为虚拟样机。

最终机构由两部分组成,一个子机构给出承载平台的运行轨迹,另一个保证平台的水平。

完成了滑槽几何设计计算和机械增益计算。

完成了虚拟样机的建立和运动仿真、静力学计算与仿真、疲劳仿真等CAE测试(以弥补实物测试无法完成)。

制定了完整的加工制造方案,分为原型机制造方案和量产制造方案,对每一零件有材料或标准件的选定,计入了材料、加工、装配等成本。


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