工业设计毕业设计Word文件下载.docx

1、 二、 充分考虑产品的使用目的，设计出人性化，安全舒适，操作简便的 产品； 三、 对上下楼梯机的功能进行重新定义，使其功能多元化： 上下楼梯、 爬越障碍以及物品储存等多功能集合于一身的设计更符合消费者的心理，市 场前景无限； 四、 充分组合现国内现有比较成熟的生产技术、材料的运用，使产品的 成本降低，以求降低残疾人和老年人这些弱势群体生活负担； 五、 充分考虑人机关系，设计出具有可调节功能的产品，造型创新、大 胆。对市场进行了细致的调查，经过设计定位，绘制草图、效果图，进行计 算机三维模型的构建和装配动画，绘制出产品外观尺寸图，并设计了效果图 展示，完成了对上下楼梯机的设计。关键词： 楼梯，人

2、性化，老年人残疾人，人机关系 THE DESIGN OF UP AND DOWN MACHINEABSTRACTWalking up and down stairs is very mon in our daily life, in those residents living apartment building which do not set the elevator of the seven layers below, especially those elderly and disabled persons, climbing building up and down in life

3、 will have a lot of inconveniences. Currently, both rural and urban areas are all in the rapid development. And among this development tendency the ladder bee one of the basic facilities. The ladder help us to fluctuation car ,take the train and underground; climb the passenger foot-bridge and pass

4、through the souterrain; The large shopping centers is inevitable to use the ladder to help climbing stairs. The exception in our view, a simple ladder legs and feet of those who want to inconvenience people with disabilities is very difficult through the laborious. Based on the above considerations,

5、 we can design a vision can be achieved down the stairs of the electric wheelchairs, electric wheelchairs on the road we passed on the basis of modified design to address the people down stairs in life had challenges. The design of the electric wheelchair to facilitate people s lives ， Thus, the des

6、ign of electric wheelchairs climbing stairs, either from theoretical or practical application of research, both with high value. Design innovation: First, the appearance of such products to improve the existing, unique, design sense; Second, give full consideration to the intended use of products de

7、signed user-friendly, safe and fortable, easy to operate products; Third, on the up and down stairs to redefine the functions of machines, making it functional diversification: up and down stairs, climbing over obstacles and multi-functional storage items in a set of design more in line with consume

8、r psychology, market prospects are promising; Fourth, the full portfolio is now relatively mature domestic production of existing technologies, materials use, reduce the cost of the product in order to reduce the disabled and elderly people the burden of these vulnerable groups; Fifth, take full acc

9、ount of human relations, designed with adjustable features of products, innovative style and bold. Conducted a detailed market survey, after a design orientation, drawing sketches, renderings, three-dimensional puter model of the construction and assembly of animation, drawing out the appearance of

10、the product dimensions, and design renderings show, pleted the design of the machine and down the stairs .KEY WORDS：stairs, human, elderly and disable people, Relationship between man and machine目 录前言。1 第 1 章 绪论。.2 1.1 国内外上下楼梯机的研究现状。.2 1.2 设计依据和意义。.5 第 2 章 设计调查与分析。.7 2.1 市场调查与用户调查。7 2.2 调研分析与设计定位。10

11、 2.3 上下楼梯机设计原则。11 第 3 章 草图构思与方案确定。.13 3.1 设计构思。13 3.2 草图分析比较。.14 3.3 设计深入。19 3.4 设计方案的优化。25 第 4 章 定稿方案优选。.28 4.1 功能定案。28 4.2 色彩定案。29 第 5 章 电脑制作效果图及后续设计。.30 5.1 尺寸设定。30 5.2 计算机三维建模和效果图制作。 5.3 装配工程图及动画制作。32 5.4 广告、展板和 ppt 的设计制作。33 第6章 结论。.34 6.1 心得体会。34 6.2 设计中的缺点及遇到的问题和解决方案。.34 参考文献。.35 致谢。.36 外文资料原文

12、 外文资料前 言爬楼梯对于普通人而言是非常轻松的事情，但是腿脚不灵便的人可就没 那么幸运了。在公共场所还可以使用扶梯，但是要在家里安装扶梯显然过于 奢侈，也没有必要。所以就有人设计出了这样一款专门为腿脚不灵便的人准 备的升降梯。轮椅的确可以给残疾人和其他腿脚不便的人提供了便利，但是 传统的轮椅并不能上下楼梯，必须有旁人协助才可以。如果能有一款可以让 残疾人依靠自己力量上下楼梯的轮椅那该有多好？所以该课题从解决那些上 下楼梯不便的人们出行安全方面出发，结合人机和美学进行深入研究，设计 出一款产品能够让上下楼梯不方便的人们也能依靠自己的力量安全的上下楼 梯。此外，在目前市场此类产品还不是很多的时候

13、，随着技术水平的逐步提 高，相信上下楼梯机的应用也会更加的普及，从而市场前景是非常广阔的。上下楼梯机的产生不仅可以改善老年人和残疾人的生活状态，而且能够 让抚养老人和残疾人的后辈们更加便利的照顾他们，方便了自己也方便了照 顾他们的亲人；如此一来，一个人性化的上下楼梯机的设计将会给那些老年 人、残疾人、行动不便的人一个崭新的生活状态，使他们能够依靠自己的力 量去生活，这样一来他们也不会那么的自卑，他们才会从容的面对生活。该设计的目的也是为了打破以往相同产品因为价格昂贵而让那些低收入 弱势群体望而却步的瓶颈，解决上下楼为难的问题，使他们以比较低的价格 就能得到比较高质量的产品从而让他们的生活得以自

14、理得以改善，所以上下 楼梯机具有广阔的市场前景，也能给不太成熟的市场以全新的活力！-1-第 1 章 绪论 1.1 国内外上下楼梯机的研究现状在欧美地区与日本，能够上下楼梯的轮椅，即所谓的上下楼梯机的设计 水平都比较的成熟，产品的质量与外观都处于领先的地位，无论是控制技术 还是动力驱动技术都领先与其他国家和地区，他们在注重功能的同时也和好 的把握了产品的外观，以及他们在人机关系上的考虑都给其他国家提供了借 鉴。国外对上下楼梯机的研究开始得相对较早， 最早的专利是 1892 年美国的 Bray 发明的爬楼梯轮椅。此后，各国纷纷开始投入对上下楼梯的生产研究， 其中美国、英国、德国和日本占主导地位，技

15、术相对比较成熟，且有一些产 品已经投入市场使用。我国对此类装置的研究虽然起步较晚，但近年来也涌 现了很多这方面的专利，然而投入实际使用的还很少。总结目前国内外现有的上下楼梯机和专利，按爬楼梯功能实现的原理主 要分为履带式、轮组式、步行式上下楼梯 机。下面分别对国外、国内各种类型装置 的发展作简要介绍， 并分析其各自优缺点。 一、履带式 履带式上下楼梯机的原理类似于履带 装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也 比较成熟。由英国 Baronmead 公司开发生 产的一种电动轮椅车，车底部设置的是履 带传动，可爬楼梯的最大坡度为 35，自 重 34kg，最大载重量 130kg，上下楼梯速 度每分种 1

16、520 个台阶， 充足电后可连续 上下楼梯 1000 级。台阶最大高度不超过图 1-1 法国 TopChair-s 悍马27cm。这种轮椅车可在平地自由运行，还可拆卸为两部分，便于装运。如图 1-1 法国 Topchair 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-2-河南科技大学毕业设计说明书的橡胶履带缓缓放下至地面，然后把这四个车轮收起，依靠履带无需旁人辅 助便能自动完成爬楼等功能。履带型机构的爬楼梯轮椅应用较多，它采用比 星型轮机构更为连续的行走方式，传动效率比较高。在上下楼梯过程中，轮 椅的重心总是沿着与楼梯

17、台阶沿的连线相平行的直线运动的，其重心的波动 很小，运动非常平稳。且使用地形范围较广，在一些不规则的楼梯上也能使 用。它除了具备爬楼梯功能外，也能作为普通的电动轮椅使用。履带式爬楼 梯轮椅最大不足是平地行走时阻力较大，运动不灵活， 而且转弯不方便，在 爬楼梯时履带容易损坏楼梯沿。为克服这一缺点，国内外提出过各种各样的 改进机构，一种改进的轮履带混合机构的爬楼梯轮椅，它在平地行走时利 用轮式机构，爬楼梯时放下履带机构进行工作，如此交互使用就能很好的解 决平地行动迟缓的问题。 二、轮组式 轮组式上下楼梯机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。轮组式爬楼梯轮椅的爬楼梯机构由均

18、匀分布在“Y”形或“+”字 形系杆上的若干个小轮构成。各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随 着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时，各小轮自转，而爬楼梯时，各小 轮一起公转，从而实现爬楼梯的功能。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。美国著名发明家 Dean Kamen 发明的 了一种能自动调节重心的如图 1-2 所示的 两轮组式轮椅 iBOT。它有 6 个轮子，前 面有一对实心脚轮，后面有两对行星结构 的充气轮胎，通过两后轮交替翻转可以上 下楼梯。iBOT 几乎能适用于所有楼梯， 此外

19、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，为使用者 提供了更多方便之处，帮助他们能达到正 常人的高度。目前星型轮机构爬楼梯轮椅 中性能指标最高的产品， 它结构非常紧凑、图 1-2iBOT 轮椅运动灵活、操作方便.目前的 iBOT3000 型不仅能爬 21 厘米以下高度的楼梯不超过 15 厘米高的“马路牙子”，在沙滩、斜坡和崎岖的路面和小山坡上前 进，而且后轮能“站起来”直立行走，使坐在上面的人升高，可以取放位于高 处的物体。： 在平地上前进时，6 只轮子同时着地，当遇到崎岖路面、沙土地 或斜坡时，由 4 个后轮驱动行走；只靠一对后轮接触地面的直立模式，iBOT 可以保持这种

20、站立姿势，也能直立行走；由两对后轮交替爬台阶的爬楼梯模 式。iBOT 不仅采用了比普通轮椅复杂的驱动结构，而且安装了多个感知人 轮椅重心位置的陀螺仪，控制器根据陀螺仪的信号时时调整重心的位置， 使轮椅能够在不同路面和直立状态下保持平衡。国内外发明了多种星型轮式 爬楼梯轮椅，除了 iBOT 外，大多数都采用 3 个或者 3 个以上星型轮，星型 轮多的优点是轮椅爬楼梯时的稳定性好，缺点是体积较大，很难在普通住宅 楼梯上使用，这也是星型轮式爬楼梯轮椅尽管发明专利很多，真正实施和推 广的却很少的主要原因。它最大的优点就是在轮椅重心安装了陀螺仪，控制 器根据陀螺仪的信号调整重心的位置，使轮椅能在不同状态

21、下保持平衡。经 过数十年的研究开发，它己经由 iBOT3000 发展到了 iBOT400O，功能也越来 越强大，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。我国在上世纪八十年代对轮组式上下楼梯机已有研究，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。改轮椅爬楼时需要人工辅助 或者

22、楼梯扶手的辅助支撑，使其能调整重心的 位置，安全爬楼。轮组式上下楼梯机的活动范围广，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，轮组式上下 楼梯机体积较大， 很难在普通住宅楼梯上使用。 三、步行式 早期的上下楼梯机一般都采用步行式如题图 1-3 步行式上下楼梯机1-3 所示，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。步行式上下楼梯 机模仿人类爬楼的动作， 外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、 支撑座椅爬楼的原理。步行式上下楼梯机爬楼时运动平稳， 适合不同尺寸的楼梯;但它对控制的 要求

23、很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。综上所述，国内外的同类产品对本课题的研究都有一定的借鉴意义，在 外观造型方面，国外产品重视造型设计，外观流畅多变；而国内的产品整体 结构严谨，忽视了产品的外观，如此一来，实用而不美观，产品缺乏设计感。通过以上对国内外同类产品的调查和、分析、比较，此次上下楼梯机的设计 会将国内外同类产品的优点进行优化整合，使产品更加完善和创新。 1.2 设计依据和意义 一、 设计依据 老年人、残疾人是人群当中的弱势群体，他们的身体行动不方面，而作 为身体健全、行动便利的我们应当给予他们更多的人性关怀，让他们尽可能 享受美好的生活。所以当我们没时间陪在亲人的

24、身旁时，就需要借助一些专 门的产品来方便他们的生活，让他们也能感受到生活的乐趣。现代生活节奏的加快，人们越来越希望使用多功能、便捷的产品，上下 楼梯机提供给用户人性化、安全的生活，使残疾人和行动不便的老年人的生 活范围更加广泛，所以上下楼梯机的消费市场前景广阔。通过对收集到的资料整理和分析，市场上的上下楼梯机存在以下的不足 之处： 1 楼梯机结构外露，机器运转时对人的安全造成威胁。2 座椅部分由于固定不可调，因此影响使用者的姿势的调整。3 体积偏大，笨重。4 成本过高，造价高昂，技术没有得到很好的发挥。5 造型过于简单，产品的审美价值没有得到都很好的体现。6 结构过于复杂，操作繁琐，安全性能过低，不利于残疾人和老年人 使用。而本课题的研究就是从解决这些问题入手来进行