创新轮腿机构让电动轮椅轻松越障

创新轮腿机构让电动轮椅轻松越障

随着人口老龄化的加剧，电动轮椅已成为许多老年人和行动不便人士的重要出行工具。然而，现有的电动轮椅在面对台阶等障碍物时往往力不从心。针对这一问题，研究人员设计了一种创新的越障附加装置，通过仿生学原理和机械优化，显著提升了电动轮椅的越障能力。

越障难题：电动轮椅的“最后一公里”

根据联合国《2023年世界社会报告》，全球65岁及以上人口数量将在21世纪中叶翻倍，人口老龄化已成为全球性挑战。在这一背景下，电动轮椅作为重要的辅助出行工具，其需求量持续增长。

然而，现有的电动轮椅虽然在平地上行驶自如，但在面对台阶、坑洼等障碍物时却显得力不从心。这是因为轮椅的车轮半径限制了其跨越高度，通常只能跨越低于车轮半径的障碍物。对于台阶这类常见障碍，电动轮椅往往需要借助外部力量才能通过，这不仅降低了使用便利性，还增加了安全隐患。

创新设计：轮腿机构让轮椅“长腿”

为了解决这一难题，研究人员提出了一种基于轮腿机构的越障附加装置。该装置由四个主要部分组成：限位机构、离合机构、轮臂机构和储能机构。整体结构如图1所示。

图1. 越障附加机构结构分解图

当电动轮椅遇到障碍物时，轮腿机构可以像动物的腿一样伸展，增加轮椅的有效轮径，从而跨越更高的障碍。同时，储能机构中的旋转阻尼元件和线性阻尼元件可以吸收冲击力，减少震动，提高通过障碍时的平稳性。

仿真验证：效果显著

为了验证这一设计的有效性，研究人员使用ADAMS软件进行了运动仿真。仿真结果表明，装配了附加机构的电动轮椅能够顺利跨越300mm高的台阶，且整个过程平稳，没有出现明显的颠簸或倾倒现象。

图2. 越障仿真速度、位移曲线

这一创新设计不仅解决了电动轮椅的越障难题，还保留了原有轮椅的便携性和移动性，为老年人和行动不便人士提供了更加自主、便捷的出行方案。