图片12
轮椅是康复的重要工具，它们不仅是老人和肢体伤残者的代步工具，更重要的是可以为老人和伤残者进行身体锻炼和参与社会活动提供可能。基于偏心距可调的偏心轮易上台阶的智能轮椅系统结构简单，且自动化程度较高，操作方便，并可在越过台阶或障碍的时候及时地调整使用者的座靠椅倾角，保持平稳，提高使用者的安全性，且成本低廉。
基于偏心距可调的偏心轮易上台阶的智能轮椅系统，它的特点有：主轮采用内外轮结构；采用偏心距可调的偏心轮机构；将行星轮、棘轮、万向轮等特点进行整合运用，使轮椅能够连续上台阶，增强其实用性；安装在轮椅座靠椅下的升降装置，可以自动检测路况信息并调节轮椅座靠椅，以保证轮椅系统重心的稳定；
综合运用超声波传感器和加速度传感器，对路况信息进行实时检测，使整个轮椅系统更加自动化、智能化，也使使用环境更加安全、舒适。整个轮椅系统作为一个家庭物联网接入终端，可以智能控制家用电器的启动和停止，帮助使用者控制那些不便触及到的电器，并能够完成视频、语音通话等功能。
基于偏心距可调偏心轮的智能轮椅设计介绍
随着经济和科技的不断发展，以及社会的不断进步，对于行走不便的人群来说，生活也有了很大的改观，行走时可以用轮椅来代替传统的拐杖，这样就更加方便。轮椅也从传统的只能固定着坐一直改进到了现在的能够手动机械行走、自动控制或行走甚至会爬台阶的轮椅。
基于偏心距可调的偏心轮易上台阶智能轮椅
该轮椅系统结构简单，自动化程度较高，操作方便，并且在越过台阶或障碍时能够及时调整使用者的座靠椅倾角，保持平稳，提高使用者的安全性，且成本低廉。
1、研究过程
首先是对现实生活中的台阶类型以及台阶各个参数进行收集；其次是对所收集数据进行整理、分析，并研究其与所设计轮椅轮径的关系；第三是确定设计方案，并进行各个机构的设计；四是选择材料，根据已定方案进行设计制造；五是完善各部分功能，并对整个系统进行调试；第六撰写使用说明，整理文字资料。
2、结构特征
（1）主轮采用内外轮结构；（2）采用偏心距可调的偏心轮机构；（3）将行星轮、棘轮、万向轮等特点进行整合运用；（4）在轮椅座靠椅下安装可自动检测路况信息并
调节轮椅座靠椅的升降装置；（5）综合运用超声波传感器和加速度传感器。
3、工作原理设计
该轮椅主轮设计采用具有内外轮的结构，使得该电动轮椅的最小转弯半径缩减为零，以克服电动轮椅不能原地转弯的难题。
采用主轴与轮心距离可调的偏心轮结构，可根据台阶高度调节偏心距离，将轮椅上台阶过程中所需做的功分成两部分完成，以有效降低此过程中电动机所需的最大功率；
将轮椅的座靠椅设计成单侧可绕轴旋转结构，以使轮椅在上、下坡过程中，座靠椅能够始终保持水平，从而起到调节轮椅系统重心的作用，扩大轮椅的应用范围；
将行星轮与棘轮的特点进行整合运用，不仅能使轮椅轻松越障碍、上台阶，还可使轮椅上楼梯；
运用传感器检测路况信息，可使得整个轮椅系统更加自动化、智能化；
软件部分可实现全手动、半自动或全自动控制，可适应不同的工作环境。
4、突出创新点
（1）主轮采用内外轮结构。解决了两轮同轴，并且需要自由转动的问题，使轮椅能够零半径转向，保证轮椅基本功能的实现；
（2）采用偏心距可调的偏心轮机构降低了轮椅在上台阶过程中重心上升的高度，将轮椅上台阶所需要做的功分开来做，从而减小电动机的实际功率；
（3）将行星轮、棘轮、万向轮等的特点进行整合运用，使轮椅能够连续上台阶，增强其实用性；
（4）安装在轮椅座靠椅下的升降装置，可以自动检测路况信息并调节轮椅座靠椅以保证轮椅系统重心的稳定；
（5）综合运用超声波传感器和加速度传感器对路况信息进行实时检测，使整个轮椅系统更加自动化、智能化，也使使用更加安全、舒适；
（6）通过物联网技术实现在轮椅上对家用电器的智能控制。
5、使用原理
5.1静止状态
此时，轮椅主轴随同丝杆螺母沿辅助导轨被丝杆轴传送到距离轮子边缘较近的位置，系统重心被降低，轮椅处于相对稳定的状态，不会前后晃动，这样，坐在轮椅座靠椅上的人也会感觉比较安全。
5.2启动过程
当使用者坐上轮椅之后，使用者通过按键控制第二电机转动，第二电机将转动传递给丝杆轴，并牵动轮椅主轴随丝杆螺母上升。此过程中，轮椅重心也被提升。
5.3平路行进过程
当轮椅在平路上行进时，第一电机和第二电机处于锁定状态，而丝杆螺母处于车轮的中心位置，车轮内的第三电机转动，从而带动车轮的外圈转动，轮椅前进。
5.4上台阶过程
当轮椅需要上台阶或越过障碍物的时候，第三电机处于关闭状态，和车轮的外圈啮合为一体，而开启第二电机，通过带动丝杆轴的转动，丝杆螺母在丝杆轴的转动下慢慢顺着丝杆轴和辅助导轨移向车轮的边缘处；在丝杆螺母移动的同时，车轮主轴也在向受阻的方向移动，此时轮椅重心前移。
开启第一电机，主动轮通过链条带动从动轮转动，从动轮带动主轴转动，主轴通过丝杆螺母带动车轮转动爬上台阶或越过障碍物。当轮椅爬上台阶或越过障碍物后，经自动调节使主轴
回到原位，轮椅转换为平路行走。
5.5平衡过程
当轮椅在上、下坡过程中，安装在轮椅座靠椅下的液压升降装置通过单片机控制伸长或缩短，
来保持座靠椅的水平，从而保证使用者的安全平稳性。
