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研究生:邱創勳
研究生(外文):Chuang-xun Chiu
論文名稱:六輪電動輪椅連桿式底盤機構之設計
論文名稱(外文):Design of Linkage-Type Chassis Mechanism for Six-wheel Power Wheelchairs
指導教授:許正和許正和引用關係
指導教授(外文):Cheng-ho Hsu
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:149
中文關鍵詞:底盤機構運動設計創新設計電動輪椅
外文關鍵詞:Chassis mechanismCreative DesignPower Wheelchair
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輪椅為中、重度功能障礙之神經肌肉病變者、老年人或慢性病患等缺乏獨立行動能力者主要的生活輔具。六輪電動輪椅具有活動範圍廣、跨障能力佳、穩定性佳和迴轉半徑小等優點。電動輪椅底盤機構為椅座與輪子之間支撐的機構介面,好的底盤機構應提供電動輪椅良好的支撐性、貼地性、轉向性、舒適性與跨障能力。故本文之主要目的即在於發展六連桿電動輪椅底盤機構的創造設計理論,並完成性能優異底盤機構的開發。首先擬進行專利文獻的構造與運動分析,以釐定設計需求。其次根據機構構造設計學理論,進行底盤機構的構造創新設計。接著擬以機構運動學理論,推導底盤機構的分析理論,並發展成電腦輔助分析程式。然後擬應用最佳化理論發展一可行的運動設計程序,決定輪椅底盤機構的主要參數。最後將設計結果初步具體化繪製成實體圖。本文之研究成果將可提供六連桿電動輪椅底盤機構的完整設計理論,並能提出數個創新型六連桿底盤機構專利,提昇國內電動輪椅產業界的設計能力與競爭優勢。
Wheelchairs are the most important mobility-aided device for those who cannot walk independently with moderate or severe physical disabilities, the elder, and the person with chronic diseases in their daily activities. Six-wheel Power Wheelchair has great functions, such as large sphere of actions, has the good capability of traversing step obstacles, great stability, and small radius of gyration. A good chassis mechanism should provide the following characteristics including good support, high stability, easy steering, high comfort for rider, and has the capability of traversing step obstacles. Therefore, the purpose of this paper is to develop the basic theories of analysis and design of six-link chassis mechanism of power wheelchairs, and produce the prototype of some novel chassis mechanisms. First, the kinematic analysis of six-link chassis mechanisms will be derived, and then a computer program will be developed. Next, the structures of six-link chassis mechanisms will be synthesized according to the creative design methodology of mechanism proposed by C. H. Hsu. Then, the structural and kinematic characteristics of chassis mechanisms proposed in patent documentation will be investigated and clarify. The optimization theory will be used to develop a feasible designing program such that the dimensions of the chassis mechanism can be determined. Finally, The results of this designs presents the three-dimension graph. The results of this paper will provide a complete theory for the systematic design of six-link chassis mechanisms for power wheelchairs, and will promote the design competency of the domestic industrial circle.
目錄
頁次
誌謝 I
目錄 II
圖目錄 IV
表目錄 VIII
摘要 X
英文摘要 XI
第一章 前言 1
1.1 文獻回顧 1
1.2 研究目的與方法 3
1.3 論文架構 4
第二章 基本概念 6
2.1 電動輪椅起源與發展 6
2.2 電動輪椅之分類與基本組成 7
2.3 六輪電動輪椅底盤機構 13
2.4 電動輪椅底盤機構之基本需求與特性 19
第三章 連桿式底盤機構之設計程序 24
3.1 系統化設計程序 24
3.2 設計需求 27
第四章 底盤機構之構造創新設計 40
4.1 構造創新設計程序 40
4.2 構造特性與設計限制 41
4.3 可用連桿運動鏈 42
4.4 底盤機構之創新設計過程 43
4.5 底盤機構之圖集 47
4.6 機構方案之初步篩選 50
4.7 彈簧之配置 54
第五章 輪椅底盤機構運動分析 55
5.1 邊界地形分析 55
5.2 位置分析 61
5.3 靜力分析 66
5.4 穩定性分析 70
第六章 六連桿底盤機構之運動設計 71
6.1 基本理論 71
6.2 最佳化設計 76
6.3 設計實例 74
6.4 結果討論 107
第七章 電動輪椅底盤機構之具體化 112
第八章 結論與建議 118
參考文獻 120
附錄A 向量迴路 124
附錄B 靜力分析 129
附錄C 驅動輪軸心在測試地形的水平位移位置標示 135
自述 136
著作權聲明 137
參考文獻
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