毕业设计论文电动爬楼助力车结构设计.docx

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1、爬楼梯电动助力拉车目录摘要1Abstract31绪论5U选题背景51.2 国内外研究现状51.3 研究意义72Ie楼车设计方案说明83Ie楼车的工作原理与特点84设计方案分析95设计计算5.1 选择电动机115.2 蜗轮蜗杆传动系统115.3轴的设计计算195.4键联接的校核强度225. 5销联接的强度校核235.6蜗轮轴的轴承的选择和计算246居楼车的总体设计257传动机构主轴制造工艺267.1 主轴加工要求26Z2工艺规程设计277.3 工艺方案的比较277.4 本章小结29设计总结30致谢32弁考资料33摘要本设备是一种多功能电动载物助力爬楼装置,旨在解决中层和高楼层的居民(特别是年纪大

2、活动不便的人)带着东西爬上楼下楼十分困难的,同时,它还可以减少搬运货物的物流人员的负担。电动助力推动，既可以爬楼梯，也可以在平坦的道路上行走。本设计首先对国内外市场上现有的助力爬楼装置进行简要分析，从中找出这些产品的不足。然后根据人们的功能需求,提出了一种适用于各种人群使用的多功能助力爬楼装置设计方案,并根据机械结构的设计方案和控制系统的应用进行了分析,同时还对爬楼车的速度,小车驱动力矩和强度计算。最后，通过应用Creo3.0进行了整车运动仿真，并对关键部件进行了应力分析。(1)研究多功能电动助力爬楼装置，对不同设计进行分析对比，确定最后方案。(2)详细设计了多功能电动助力爬楼装置的机械传动系

3、统。(3)完成通过CreO的平台的三维模型装配，检查是否存在问题或干涉等，最后进行运动仿真。(4)基于ANSYS对主要部件进行静力分析，验证设计的结构应力是否合理。(5)在满足上述所有条件的前提下，进行整个设计试制作，现场测试设备的可行性。结果表明，在合理的负载条件下，该装置无运动干涉，材料刚度和强度满足要求。因此，本工作的多功能电力辅助装置能够保证安全，有比较快速的行驶能力，足以满足无电梯公寓楼快速行驶和安全爬坡的需要。关键词载物装置；多功能；爬楼；结构设计AbstractThisworkisamu1ti-functiona1e1ectricc1imbingdevice.Inordertos

4、o1vetheprob1emofresidents(especia11ythee1der1y)carryingheavyobjectsupstairsordownstairs,aswe11asthe1ogisticspersonne1scarryingprob1ems,Idesignedane1ectricboosterwithbothc1imbingandroadfunctions.Firstofa11,thispaperbrieyana1yzestheexistingweightincreasingdevicesindomesticandforeignmarkets,andpointsou

5、ttheirshortcomings.Thenaccordingtothefunctiona1requirements,adesignschemeofthemu1ti-functiona1e1ectricdeviceandc1imbingandroadfunctionsforavarietyofpeop1etouse,andana1ysisofthestructureofthecarandc1imbingprincip1esaccordingtothedesignscheme,theoretica1ana1ysisandca1cu1ationofthespeedoftheequipmentan

6、dequipmentc1imbingabi1ity.Fina11y,theovera11motionsimu1ationandstressana1ysisofkeycomponentsarecarriedoutbasedontheCreo3.0p1atform.(1) studythemu1ti-functiona1e1ectricc1imbingdevice,comparedifferentschemesanddeterminethefina1scheme(2) themechanica1transmissionsystemandprogramcontro1systemofthemu1ti-

7、functiona1e1ectricc1imbingdevicearedesignedindetai1(3) theassemb1y3dmode1basedonCreowasinsta11ed,andinterferencewastested.Fina11y,motionsimu1ationwasconducted(4) conductstatistica1ana1ysisofmajorcomponentsbasedonANSYStoverifywhetherthedesignedstructura1stressisreasonab1e(5) Inthecaseoftheabovethecon

8、ditionsaremet,maketheovera11productionandfie1dtestofthefeasibi1ityofthedeviceTheresu1tsshowthatthestiffnessandstrengthofthemateria1aresafeenoughunderreasonab1e1oadingconditionsandwithoutmotioninterference.Therefore,theworkoftheuti1itymode1canmeetthepowerrequirementsofc1imbingf1oors,andhasre1ative1yf

9、astroadspeedcapacity,andcanfu11ymeettherequirementsofnon-e1evatorbui1dingsformu1ti-functiona1e1ectrica1deviceswithbothc1imbingfunctionandroadfunction.Keywords1oadingdevicemu1tifunctiona1c1imbarchitectura1design1绪论1.1 选题背景随着我国城市化进程的不断推进，住宅建筑也在快速发展。根据国务院的规定住房和城乡建设厅,10层以上要求安装电梯,和10层以下虽然也在“建筑设计防火代码”和“高层

10、民用建筑设计防火代码”做出了规定,但只有部分的具体要求安装电梯。也就是说，从中国目前的发展状况来看，受其他因素的限制，10层以下的普通住宅大多没有电梯，居民上下搬运货物非常不便。随着我国老龄化的日益严重，我们对老年人日常生活的照顾变得越来越重要。独居老人的数量逐年增加。老年人在日常生活中搬运物品是不可避免的，但很多困难都是由身体的约束带来的。特别是生活在没有电梯的老小区的老年人，生活质量严重下降。在旧城区安装电梯的想法很美好，但现实是很残酷的，而且受到很多条件的制约。研制出一种多功能的老年人电动登山辅助工具，可大大改善老年人的登山问题。电子商务业务的发展速度日新月异。但目前，物流行业在配送中，

11、方法一直是人力的主要来源。一旦货物较重，他们需要依靠两三个或更多的送货人员才能达到楼上配送的要求。该装置可以减轻物流业对体力劳动的依赖，帮助物流人员方便快捷地将货物运送到指定的楼层。此外，许多大型商场（尤其是家电领域）都配备了送货上门的服务，如果该地区没有电梯，上楼的工作量会非常大。还有一些水、气的配送业务，对于这些等不起的业务，楼上的工作运输给居民带来了极大的不便。而本工作所设计的携带物品爬楼助推器装置速度快、安全，可以非常方便地实现文明装卸、运送各类物品，而且在运输过程中可以显著降低物流人员的劳动强度。在此基础上，针对市场需求，本工作设计了一种带负载的多功能电动攀登装置，为老年群体和后勤人

12、员提供方便。11.2 国内外研究现状通过查阅大量的书籍和资料，对市场上现有的攀爬设备进行分析，并根据其实现运动的方式将其分为四类:履带式、轮式、台阶式和腿足式。以下是对四种旅行方式的简要介绍，并分析了它们的优缺点。1.2.1 履带式履带爬升装置原理相对简单，技术成熟。利用智能检测技术对路面环境进行分析，确定下一步的行动。1这类设备通常设置两种行走模式，一种是平路，在这种情况下可以使用滚轮模式，另一种是楼梯路,然后它会改变轨道模式爬楼。爬完最后一步后，路面又会变平，变回滚动的道路。333435363738毛毛虫的适应性很强，能在各种复杂、不规则的道路上行走。如果应用这一原则，它可以变成轮椅，这可

13、以提供很大的方便，老年人或残疾人的腿和脚不便。然而，它也有很大的局限性。该设备的两种旅行方式完全不同，2导致它必须携带两种旅行设备，占地面积大，而且质量也很大，携带和摆放都比较困难。此外，不规则的路面会对轨道造成很高的磨损破坏，而且该设备的维护成本非常高，甚至对楼梯也是如此。如图1-1的(a)、(b)(C)所示。(a)(b)(c)图1-1履带式爬楼装置1.2.2 步进式步进式楼梯爬升装置，34多步动作由复杂的机械传动机构完成。当你走上台阶时，该设备会抬起负载，然后将其向前移动到下一个步骤，重复这些步骤来爬楼梯。楼梯爬升装置采用多种不同的机械结构。该爬升装置运动平稳，适用于各种楼梯，但对控制要求

14、很高。如图13的(a)和(b)所示。(a)(b)图1-3步进式爬楼装置1.2.4腿足式腿式的主要特点是步进动作类似于用腿爬建筑物的过程。早期的攀爬装置使用这种方法。网下一步，两套腿和脚装置中的一套触碰到它承载整个装置重量的地方，另一套把它抬上一段台阶，改变它的重心，就像一个人的腿爬上一座大楼一样。这种攀登装置运动范围小，行走时运动相对缓慢，控制和操作比较复杂。如图1-4所示。1.3 图1-4腿足式爬楼装置1.4 研究意义从以上介绍中可以看出，国内外对爬楼装置的研究己经相当深入，但都或多或少存在一些问题。与国外相比，国内研究起步较晚。由于各种因素的影响，其研究不能集中人力、物力和财力。目前，攀爬

15、装置的使用成本较高，难以在日常生活中得到广泛应用。要想推广它，首先要解决成本和多功能这两个关键问题。就目前的情况来看,仍有许多不配备电梯公寓,即使有电梯,一旦遇到停电不能使用电梯,楼层稍高甚至携带杂货或买菜会有很大的困难,可以爬建筑借助电动滑动功率器件,结合上述的优点,我认为爬楼多功能电动设备市场前景广阔,如果成功的话,将产生更大的效益。爬坡车包括传动系统、驱动系统和转向系统。本课题主要研究驱动系统的结构设计，包括驱动系统机构的设计，三角轮列车参数的设计。2爬楼车设计方案说明方案1：在电机和减速机的作用下，驱动齿轮旋转，再驱动摇杆旋转，摇杆与连杆用相对的螺丝固定。滑杆在轴承内来回滑动，带动连杆。当连杆前部的小踏轮到要上的楼梯的台阶时，用落点作为支撑物将其后方的主轮抬起,然后上升到台阶上。在步进电机的控制下，重复前面的动作，达到爬升的效果。传输结构如图3.7所示I图3-7阶跃传动机构然后将传动结构通过轴固定在车架上，小轮固定在连杆前端。如图3-8所示。图3-8传动结构装配方案二：方案二是一种以三角轮系统为驱动系统的爬坡车。小车在行驶过程中，当遇到台阶、斜坡等特殊路面时，通过翻转三角轮系，可以爬升建筑物，跨越障碍物。车辆包括:传动系统、驱动系统和转向系统三大系统。该爬楼助力车可实现楼梯的自动障碍物和功能，平整路面