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研究生:羅匡弘
研究生(外文):Kuang-Hong Luo
論文名稱:新型輪椅轉向機構之設計
論文名稱(外文):The Design of A New Type Steering Machanism For Wheelchairs
指導教授:何應勤
指導教授(外文):Innchyn Her
學位類別:碩士
校院名稱:國立中山大學
系所名稱:機械與機電工程學系研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:偏滑角輪椅轉向自我激震轉向機構
外文關鍵詞:wheelchairslide anglecaster shimmysteering mechanism
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長時間使用傳統的輪椅轉向模式,容易使使用者產生肩部的併發症。並且輪椅的趨動力改良為電動之後,輪椅的速度大幅提升,因而使輪椅前輪容易出現自我激震或是轉向時之偏滑角等不正常現象。另外於本文撰寫之同時,本實驗室亦開發出獨輪驅動之電動輪椅驅動機構。有鑒於以上原因,本文先分析載具之轉向機構的類型,以及國內外專利中關於輪椅之轉向機構,找出最適合作為輪椅轉向機構的實施模式。並且以簡化之力學模型,分析載具的前輪偏滑、輪椅前輪特有之自我激震,以及獨輪驅動時之轉向異常等情形,研究其發生原因以及其避免方法。而應用以上研究的結果,最後設計出一新型之輪椅轉向機構,可以改變現有之輪椅轉向模式之外,還能夠避免輪椅產生轉向的偏滑以及自我激震等不正常現象。除此之外,此新型轉向機構還可以依使用者需求,可以隨時的開啟或是關閉其功用。因此本文預期所設計之新型輪椅轉向機構完成之後,可以達成提升輪椅的使用性能。
It’s easy to get the complication of shoulder by using the traditional type of driving a wheelchair, and the move speed of a wheelchair is upper with motor-driven, so makes shimmy or slide usually appearing on caster when the wheelchair is steering .On the other hand, the drive mechanism of wheelchair by single-wheel was developed by the members of MEVL at the same time that this paper was written. Because of these reasons above, this paper analyze the type of steering mechanism and the patents of wheelchair’s steering mechanism first, secondly find the fittest steering mechanism type for a wheelchair. Furthermore, this paper also discusses some irregular conditions of a caster and theirs reasons and how to prove them when a wheelchair is steering or moving with high speed by using several simpler mode of mechanics, such as caster shimmy, the slip angle of a caster, and some irregular cases when wheelchair is driven by single wheel. Finally this paper will design a new type steering mechanism for wheelchair by applied the results of research that above-mentioned, this new steering mechanism not only improve the traditional steering mode of a wheelchair, also avoid several irregular condition above occurring in the caster, moreover, it can be enabled or disabled by user anytime. So this paper expects that the performance of a wheelchair will be raised after the new type steering mechanism is designed.
目錄 ....................................................Ⅰ
圖目錄 ..................................................Ⅲ
表目錄 .................. ............................... Ⅶ
摘要(中) ................................................Ⅷ
摘要(英) ................................................Ⅸ
第一章 緒論 ............................................1
1-1 研究起源 ........................................1
1-2 文獻回顧 ........................................2
1-3 研究方向 ........................................3
1-4 預期研究成果 ....................................3
第二章 轉向機構分類與輪椅轉向專利探討 ..................5
2-1 轉向機構的分類 ..................................5
2-1-1 依轉向車軸分類 ..............................5
2-1-2 依轉向連桿機構分類 ..........................7
2-2 輪椅轉向專利分析 ...............................10
第三章 轉向理論的探討 .................................14
3-1 轉向理論 .......................................14
3-2 轉向輪的偏滑問題 ...............................16
3-3 轉向的極限問題 .................................23
第四章 特殊轉向理論 ...................................26
4-1 獨輪驅動之下的轉向理論 .........................26
4-1-1 獨輪驅動定義 ...............................26
4-1-2 獨輪驅動的轉向力學分析 .....................27
4-1-3 獨輪驅動下轉向失控的行為 ...................29
4-2 輪椅轉向時之腳輪偏滑角 .........................35
4-3 腳輪的自我激震(Caster Shimmy) ..................41
4-3-1 腳輪激震的發生原因 .........................41
4-3-2 腳輪自我激震後續研究 .......................42
第五章 輪椅轉向機構的設計 .............................50
5-1 四連桿轉向機構的運動分析 .......................50
5-2 四連桿轉向機構的合成 ...........................54
5-2-1 四連桿轉向機構合成方法 .....................54
5-2-2 四連桿轉向機構合成之演算法 .................56
5-3 四連桿轉向機構的設計程序 .......................59
5-4 建立轉向機構設計圖表 ...........................62
5-5 新型輪椅轉向機構設計 ...........................67
第六章 結論與建議 .....................................74
附錄 ...................................................76
參考文獻 ...............................................89
參考文獻
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