基于NSGA-Ⅱ算法的爬楼轮椅座椅调节机构多目标优化

范柳彬，曹东兴，鲁建军，贾利想，李 灿

（河北工业大学 机械工程学院，天津 300130）

考虑到现有普通轮椅不具有越障性能，爬坡能力也明显不足，给其应用带来了不少限制.在实际生活中存在着不少的楼梯障碍，特别是在社会经济水平不发达地区，无障碍设施建设比较落后，轮椅的使用范围受到很大的限制[1]．随着我国正在进入老龄化社会和残疾人士的逐渐增多，人们对于智能轮椅的需求越来越迫切，因此社会普遍呼吁一款功能更加全面的轮椅能尽早推向市场．针对这种情况，设计一款物美价廉、方便灵活、安全可靠、经久耐用、适应不同功能和需求的爬楼梯轮椅具有重大的现实意义和实用价值[2]．爬楼轮椅的研究主要分为机械部分和控制部分，本文主要研究爬楼轮椅的座椅姿态调节机构，其是一种应用于爬楼轮椅上调节座椅和使用者重心位置的调节系统，该系统不仅直接影响爬楼过程中整机的稳定性，还影响着使用者的舒适性；其本质为一交叉四连杆机构，作为爬楼轮椅的重要组成部分，对该机构有着严格要求即运动平稳性、工作空间、所需驱动力矩大小.然而机构中杆件尺寸直接影响着上述性能，因此有必要对交叉四杆机构进行优化设计.本文通过对座椅调节机构进行运动学和动态静力学分析，确定了机构各尺寸参数与其工作空间即工作性能指标、运动平稳性即舒适性能指标、驱动力矩即力矩性能指标之间……