基本信息
- 项目名称：
- 履带式电动爬梯水上环保两用机器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该机器是一种可自动上下楼梯的电动履带式机器，属于一种残疾人使用的代步辅助工具。可以为由于生理机能变化的老年人、先天或意外致残等行动不方便人士提供一种能在他人扶助下或自己可操作的工具。使用方便安全，兼具跨越坎沟、台阶、楼层楼梯和水上行走并能捡卸垃圾等功能的工具——履带式电动爬梯水上环保两用机器。解决他们在生活、学习、工作、交流等实际困难，以及减轻残疾人、健康人群的精神、生活压力。
- 详细介绍：
- 该机器是一种可自动上下楼梯的电动履带式机器，属于一种残疾人使用的代步辅助工具。兼具跨越坎沟、台阶、楼层楼梯和水上行走并能捡卸垃圾等功能。 该机器克服了轮椅、电动轮椅在重量大、运动不够灵活的缺陷以及在平地使用时所受阻力较大，而且转弯，操作不方便，功能单一等方面的不足。可以更加便捷的转换操作模式：残疾人，搬运，水上捡垃圾，水上休闲四种模式。 轮椅框架及其安装在轮椅框架上的座椅、可拆卸的垃圾箱、垃圾收集器、搬运箱、电机及操作控制系统。其特征是：在轮椅框架的下方按有倒梯形履带；轮椅可在下方活动板的调节下在上下楼时，可保持平衡； 在plc单板机的自动控制下，可实现残疾人自行操作轮椅上下楼的目的，同时由于在座椅扶手的前端安装有直流电机控制器和转向控制手柄，可通过直流电机减速驱动器控制左右驱动轮前进、倒退、转向，以及速度的快慢经行调节，实现在平地自由行走和水上行走的目的。该机器可将水上垃圾运到陆地并自卸。此过程可用无线摇杆操作。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 该机器是一种可自动上下楼梯的电动履带式机器，属于一种残疾人使用的代步辅助工具。可以为由于生理机能变化的老年人、先天或意外致残等行动不方便人士提供一种能在他人扶助下或自己可操作的工具。使用方便安全，兼具跨越坎沟、台阶、楼层楼梯和水上行走并能捡卸垃圾等功能的工具——履带式电动爬梯水上环保两用机器。解决他们在生活、学习、工作、交流等实际困难，以及减轻残疾人、健康人群的精神、生活压力。 该机器克服了轮椅、电动轮椅在重量大、运动不够灵活的缺陷以及在平地使用时所受阻力较大，而且转弯，操作不方便，功能单一等方面的不足。可以更加便捷的转换操作模式：残疾人，搬运，水上捡垃圾，水上休闲四种模式。 轮椅框架及其安装在轮椅框架上的座椅、可拆卸的垃圾箱、垃圾收集器、搬运箱、电机及操作控制系统。其特征是：在轮椅框架的下方按有倒梯形履带；轮椅可在下方活动板的调节下在上下楼时，可保持平衡；在控制板的控制下，可实现残疾人自行操作机器上下楼的目的，同时由于在座椅扶手的前端安装有直流电机控制器和转向控制手柄，可通过直流电机减速驱动器控制左右驱动轮前进、倒退、转向，以及速度的快慢
科学性、先进性
- 1、爬楼能力强。一般机器：最多可爬几十层[600多个台阶]。该机器：电源为36伏、36安时，载重81公斤时可爬升并下楼70多层[1400多个台阶]。 2、载重量大。一般机器;额定载重不超过机器本身重量。该机器:爬楼轮椅额定载重100公斤，最大载重量可达120公斤。 3、操作方便。一般机器：需要他人扶助操作，且楼梯和水平转换运动方式困难。该机器：操作力小，动作简单，克服了履带式爬楼机器在楼梯、水平面、水上状态切换难的缺陷，以及履带式机器在水平面上行走笨重的缺点。 4、一般机器：没有水上运行功能。该机器;结束了普通水上垃圾收集机器水路分家的局面，该机器可将水上垃圾运到陆地并自卸。该机器在水上作业时，可用无线摇杆操作。 6、适应性强。一般机器：体积大，重量大，环境适应性弱。该机器：既可在居民楼中使用，也可车站、医院等公共场所使用，对各种楼梯尺寸适应性强。还可在湖泊、河流等水上垃圾较多的地方使用
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验阶段
技术转让方式
- 转让
作品可展示的形式
- 模型 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 目前社会上有800万到1000万行动不便的残疾人，他们中2.899%进行了肢体残疾矫治手术，1.896%使用假肢的工具辅助生活。其中需要解决的问题是:提供一个安全可靠价格低廉的以机代步的机器帮助他们解决生活上的困难。目前社会上残障通道的普及率很低，只有在一些重要场所才有残障通道；回收水上垃圾，不但需要花费大量的人力、财力、物力还存在收集效果不理想等问题。目前我国我国水面垃圾收集器还处在起步阶段，且存在操作复杂、不安全、收集效率低下、收集成本高等一系列缺陷。 因此，市场上对能够以机器代步，有很强搬运能力的，能够在水上捡垃圾的产品有很高的需求量。 本产品预计投资低，资金链周转短。且该机器爬楼梯能力强、灵活性强、操作方便、载重量大、性价比高、重量轻、稳定性高、价格便宜。具有很强的实用性和市场推销价值。
同类课题研究水平概述
- 国外:（1）履带式：履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单。英国Baronmead公司开发的一种电动轮椅车，底部是履带式的传动结构，可爬楼梯的最大坡度为35°。法国opchair公司生产的电动爬楼梯轮椅，它的底部有四个车轮供正常情况下平地运行使用，当遇到楼梯等特殊地形时，用户通过适当操作将两侧的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带自动成爬楼梯功能。但装置存在很多不足:重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，转弯不方便。(2)轮组式:轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。单轮组式结构稳定性较差，在爬楼过程中需要有人协助才能保证重心的稳定；而双轮组式虽能实现自主爬楼，但由于其体积庞大且偏重，影响了它的使用范围。iBOT几乎能适用于所有楼梯，此外它也能在沙滩、斜坡和崎岖的路面上行驶，而且后轮可以直立行走，帮助使用者达到正常人的高度。它是目前该领域中性能最高的产品，它的售价在3万美元左右，相当于一辆中档桥车的价格，难以被普通使用者接受。 国内：（1）轮组式:我国在上世纪八十年代对轮组式爬楼梯装置已有研究，1987年专利号为86210653的国家专利中介绍了一种平地、楼梯运行多用轮椅，前滚轮和后滚轮都用多个星形轮组成，除自转外还绕滚轮轴公转而实现上下楼。内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。轮组式爬楼梯装置的活动范围广，运动灵活，但是上下楼梯时平稳性不高，重心起伏较大，会使乘坐者感到不适。此外，轮组式爬楼梯装置体积较大，很难在普通住宅楼梯上使用。（2）步行式:早期的爬楼梯装置一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。上楼时先将负重抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。步行式爬楼梯装置采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。步行式爬楼梯装置爬楼时运动平稳，适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。且都没有在水上捡卸垃圾的功能。
