曲柄星轮式爬楼梯轮椅爬升机构设计

王占礼， 赵德超， 陈延伟， 孟祥雨

（长春工业大学机电工程学院，吉林长春 130012）

0 引 言

根据2008年开展的第二次残疾人抽样推算，我国各类残疾人口总数为8 296万人，残疾人占全国总人口的6.34%。其中，60岁及以上的老年残疾人口为4 416万，占残疾总人口的53.2%，与1987年相比，60岁及以上的残疾老年人增加了2 365万，占到总增加人数的75.5%。随着年龄的增长，残疾人口的比例在不断上升，尤其进入老年后，上升非常迅速[1]。不断增加的残疾人口对医疗和保健有着巨大的需求，成为我国面对的重大社会服务问题。服务机器人的出现可以有效地缓解医务人员不足的现状，提高残疾人的生活质量，为我国社会的稳定发展起到积极作用。

近年来，国内外许多公司、大学和研究机构都对攀爬楼梯的助行系统进行了深入研究，也提出了各自的产品或解决方案。美国著名发明家迪恩卡门发明的“独立机动系统”（iBOT）是目前星型轮机构助行系统中较独特、性能指标最高的产品。

日本的“Freedom”轮椅很好地解决了上、下楼梯时的姿态平衡问题[2]。英国的BARONMEAD轮椅车可在平地自由运行，还可拆卸为两部分，便于装运[3]。

目前，爬楼梯轮椅操作复杂、体积和重量大、价格昂贵，所以在现实生活中没有得到广泛应用，例如，iBOT成本较高，售价昂贵（近 29 000美元），对于普通的残疾人家庭来说只能望而却步[4];Jianjun Yuan和Shigeo Hirose设计的Zero Carrier I型轮椅对传统的腿足式进行改进，但由于脚轮尺寸太小，并不适于作为普通轮椅使用，而且因为结构复杂，目前仍处于实验样机状态[5]。……