城市智能導(dǎo)盲車設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書 城市智能導(dǎo)盲車目錄作品名稱3作品模型3設(shè)計(jì)背景4設(shè)計(jì)內(nèi)容與預(yù)期目的4整體方案5主要部件5底盤構(gòu)造5傳感器6可變式三角形履帶71 技術(shù)領(lǐng)域72 背景技術(shù)83 發(fā)明內(nèi)容84 技術(shù)方案8摩擦式無(wú)級(jí)變速器91 技術(shù)領(lǐng)域92 背景技術(shù)93 發(fā)明內(nèi)容104技術(shù)方案10部分零件CAD尺寸圖11設(shè)計(jì)感想16作品名稱城市智能導(dǎo)盲車作品模型設(shè)計(jì)背景在日常生活中機(jī)械電子扮演著不可或缺的作用，在中國(guó)夢(mèng)的背景下作為當(dāng)代大學(xué)生我們有義務(wù)也有責(zé)任把學(xué)到的機(jī)電專業(yè)知識(shí)做出實(shí)物來(lái)回報(bào)社會(huì)，實(shí)現(xiàn)人生價(jià)值。盲人是一個(gè)沒(méi)有視覺(jué)感知力的弱勢(shì)群體，盲人行走在川流不息的城市中，會(huì)非常的不便和危險(xiǎn)，而起到導(dǎo)盲作用的除導(dǎo)盲犬外，目

2、前還存在大致三類導(dǎo)盲機(jī)器：手杖類導(dǎo)盲輔具、穿戴式導(dǎo)盲輔具、移動(dòng)式導(dǎo)盲輔具。本項(xiàng)目城市智能導(dǎo)盲車，在實(shí)現(xiàn)基本導(dǎo)盲功能的同時(shí)，還要向智能化和機(jī)械結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方向發(fā)展，彌補(bǔ)導(dǎo)盲手杖的功能單一問(wèn)題和機(jī)器人的高造價(jià)、技術(shù)復(fù)雜、普及度不高的缺點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲工具的多功能化和大眾化。這將會(huì)為盲人的生活提供極大地方便。設(shè)計(jì)內(nèi)容與預(yù)期目的（1）對(duì)智能導(dǎo)盲車底盤的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新優(yōu)化，真正實(shí)現(xiàn)適應(yīng)城市路況環(huán)境。（2）了解使用各類傳感器（紅外傳感器、超聲波傳感器），利用傳感器達(dá)到導(dǎo)盲車自動(dòng)識(shí)障、避障的預(yù)期功能。（3）研究語(yǔ)音控制系統(tǒng)，利用語(yǔ)音系統(tǒng)向盲人傳達(dá)行走指示的關(guān)鍵信息。（5）選用及開(kāi)發(fā)合適動(dòng)力系統(tǒng)，保證城市智能導(dǎo)

3、航車的持續(xù)動(dòng)力和有效續(xù)航。（6）采用相應(yīng)的人機(jī)交互技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人和智能導(dǎo)盲車的信息反饋和交流整體方案導(dǎo)盲車采用三角形履帶，可以有效翻越臺(tái)階障礙和提升爬坡能力。整個(gè)底盤部分用于放置鋰電池及導(dǎo)盲車行進(jìn)所需齒輪及相關(guān)構(gòu)件。導(dǎo)盲車的后方有一可以360度調(diào)向的導(dǎo)桿并且在導(dǎo)桿的頂端附有控制按鈕，盲人可以通過(guò)它來(lái)控制導(dǎo)盲車的行進(jìn)與停止。底盤部分主要體現(xiàn)機(jī)械的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，而控制系統(tǒng)部分則是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)盲功能的“指揮中心”。變速采用無(wú)級(jí)摩擦式變速器進(jìn)行變速，滿足了導(dǎo)盲車作為小型行駛器的變速要求，避免了齒輪變速器過(guò)重過(guò)大的弊端。在導(dǎo)盲車的前方和左右放置紅外傳感器和超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)盲車周圍環(huán)境及障礙的測(cè)距與識(shí)別，

4、同時(shí)在傳感器附近加載語(yǔ)音控制模塊：當(dāng)載體正前方約1米處遇有障礙時(shí)，安裝在載體正前方傳感器觸發(fā)語(yǔ)音電路提示：“前方有障礙”，同理，當(dāng)載體左側(cè)或右側(cè)約0.30.5米處遇有障礙時(shí)，安裝在載體左側(cè)和右側(cè)的傳感器觸發(fā)語(yǔ)音電路，分別提示“左側(cè)有障礙”和“右側(cè)有障礙”，引導(dǎo)盲人及時(shí)規(guī)避來(lái)自各個(gè)方位的障礙。在車的前后輪軸部分放置驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)控制導(dǎo)盲車的轉(zhuǎn)向。主要部件底盤構(gòu)造底盤上分布有無(wú)級(jí)變速器和相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。本車一共采用五個(gè)電動(dòng)機(jī)。其中上部?jī)蓚€(gè)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速器的變速，提供變速器變速所需的干擾。中部電動(dòng)機(jī)提供前輪驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力。下部?jī)蓚€(gè)電動(dòng)機(jī)提供三角形履帶的變形需要。傳感器導(dǎo)盲車選用三個(gè)紅外傳感器和三個(gè)超聲波傳感器

5、：紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，在測(cè)距避障方面有很大的優(yōu)點(diǎn)，而超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。解決了紅外傳感器易受外界光源干擾的問(wèn)題，超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。v可變式三角形履帶1 技術(shù)領(lǐng)域履帶是由主動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)，多輪支撐的柔性鏈環(huán)，廣泛應(yīng)用在軍事坦克、工程機(jī)械以及特種車輛上。履

6、帶按結(jié)構(gòu)型式可分為：金屬銷鉸鏈?zhǔn)胶徒饘傧鹉z鉸鏈?zhǔn)絻纱箢?。按照履帶底盤材料可分為橡膠膠履帶底盤多適用于小型輕工業(yè)和小型工程機(jī)械行業(yè)。輕工業(yè)一般是一噸到四噸以內(nèi)的農(nóng)用機(jī)械。工程機(jī)械行業(yè)則多用于小型鉆探行業(yè)。鋼制履帶相對(duì)而言使用的范圍及其壽命及對(duì)工況的選擇則更寬廣。可以承擔(dān)更為惡劣的工作環(huán)境和更大的載重。履帶輪的具有對(duì)地面壓強(qiáng)小，適于低等級(jí)道路行走等優(yōu)點(diǎn)。絕大多數(shù)履帶都為坦克式平直式走履帶，在小型工程機(jī)械或者牽引機(jī)械上應(yīng)用時(shí)面對(duì)復(fù)雜地形的行走能力略顯不足，所以本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種三角可變式履帶，來(lái)滿足一定的坡度爬升需求和臺(tái)階式地形行走的需要。2 背景技術(shù) 履帶的背景技術(shù)即為引導(dǎo)輪、隨動(dòng)輪、支重輪、驅(qū)

7、動(dòng)輪及履帶的材料選擇和加工制作。履帶的工作原理即一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪、幾個(gè)承重輪組，加上鏈帶構(gòu)成的行走系統(tǒng)。目前，常見(jiàn)的坦克式履帶技術(shù)成熟，裝配方便，但是難以滿足對(duì)臺(tái)階式地形的爬升，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)較為復(fù)雜城市路況的通過(guò)。本實(shí)用新型專利改良了履帶形態(tài)，增強(qiáng)了地形通過(guò)能力，又在一定程度上提升了特殊路況的驅(qū)動(dòng)力。3 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出了三角型履帶的概念，打破了傳統(tǒng)的支撐輪的作用，賦予了履帶在不同的路況下實(shí)現(xiàn)不同工作形態(tài)的可能。履帶在支撐輪的位置變化時(shí)形狀相應(yīng)改變，而由彈簧提供的向外的壓力保證了履帶在工作時(shí)的張力，提升了工作安全性和可靠性。4 技術(shù)方案本實(shí)用新型專利采用橡膠作為履帶原材料，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)盡可能

8、減少導(dǎo)盲車的重量，考慮到復(fù)雜地形需要較為強(qiáng)勁的驅(qū)動(dòng)力和差速轉(zhuǎn)向的需要，使用前驅(qū)動(dòng)輪作為履帶的驅(qū)動(dòng)輪。上部的小輪是三角履帶的支撐輪和張緊輪。提供履帶在正常行駛和需要爬升高度時(shí)的履帶張緊和高度提供的作用。連接張緊輪的是一根壓縮桿，在壓縮桿中存在一個(gè)彈簧提供對(duì)張緊輪的向外的持續(xù)壓力。后部的輪子起到了承重和支撐等等作用。它在限制履帶變形程度和提供履帶支撐方面起到了重要作用。設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上，基于對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的正常轉(zhuǎn)動(dòng)的需要和對(duì)支撐桿要有一定運(yùn)動(dòng)空間的考慮，所以支撐桿沒(méi)有采用傳統(tǒng)的直桿構(gòu)造，而是通過(guò)凹槽對(duì)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行了避讓，增加了工作范圍，提升了安全性能。支撐桿由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，可通過(guò)傳感器與計(jì)算機(jī)程序相互配合實(shí)現(xiàn)對(duì)路

9、況的智能判斷和智能通過(guò)。支撐桿旋轉(zhuǎn)端裝配有限位裝置，通過(guò)限位銷的設(shè)計(jì)可以限制支撐桿的擺動(dòng)幅度，避免了發(fā)生碰撞的可能，提升了整體安全性。三角可變式履帶設(shè)計(jì)新穎，在應(yīng)對(duì)城市復(fù)雜路況和處理突發(fā)障礙中可以實(shí)現(xiàn)良好的高度爬升和通過(guò)能力?？蓮V泛應(yīng)用在導(dǎo)盲，尋跡等多種功能車輛上。摩擦式無(wú)級(jí)變速器1 技術(shù)領(lǐng)域變速器是用來(lái)改變來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)，它能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比。因此在變速器是行駛機(jī)械中不可或缺的重要組成部分。本實(shí)用新型涉及小型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變速裝置，主要功能是靠摩擦和不同配合比來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。2 背景技術(shù)當(dāng)今行駛機(jī)械的傳動(dòng)裝置大都使用齒輪變速箱來(lái)完成變速需求，由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)

10、構(gòu)組成。齒輪變速箱重量大，要求的加工精度高，加工難度大，成本高昂，而且體積龐大，難以滿足小型非載人行駛器的安裝要求。而且齒輪變速箱具有一定的操作難度和安裝精度，在簡(jiǎn)易而且要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不高的小型行駛器上難以實(shí)現(xiàn)變速箱的安裝操作。而且無(wú)法滿足無(wú)級(jí)變速的要求。3 發(fā)明內(nèi)容為了克服當(dāng)前變速箱的弊端，本實(shí)用新型提供一種摩擦無(wú)級(jí)變速器。通過(guò)摩擦輪和摩擦環(huán)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。該變速器重量輕，體積小，可以實(shí)現(xiàn)在小型行駛器上的無(wú)級(jí)變速。具有廣泛的應(yīng)用范圍和應(yīng)用價(jià)值，以及巨大的成長(zhǎng)空間和發(fā)展?jié)摿Α?技術(shù)方案本實(shí)用新型采用三摩擦輪以及雙摩擦環(huán)相互配合的形式進(jìn)行配合。如上圖，在兩側(cè)彈簧張緊裝置的拉力作用下，兩側(cè)的摩擦輪可以

11、和中間的摩擦環(huán)緊密接觸。當(dāng)左右的滑塊移動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)摩擦環(huán)的前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)兩個(gè)摩擦輪的不同配合比。從而達(dá)到左右兩側(cè)實(shí)現(xiàn)輸入和輸出的分別變速。而兩側(cè)的滑塊的移動(dòng)由左右的絲杠螺母一側(cè)的電機(jī)控制。與絲杠配合的電動(dòng)機(jī)可由電腦編程控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)該變速器的智能控制和按需控制。在細(xì)節(jié)處理上，本無(wú)級(jí)變速器把摩擦輪的支撐桿傾斜一定角度固定在前后的板體上，主要是基于避免使摩擦環(huán)產(chǎn)生過(guò)大變形的考慮。在摩擦輪外表，采用了花紋式防滑處理，增加了該變速器的可靠性和工作穩(wěn)定性。部分零件CAD尺寸圖設(shè)計(jì)感想通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我們對(duì)于機(jī)械運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)的分析與設(shè)計(jì)以及電控知識(shí)有了更為深入的理解，同時(shí)，也培養(yǎng)了我們表達(dá)，歸納總結(jié)的

12、能力。此次設(shè)計(jì)也讓我們更加明確了自己所學(xué)知識(shí)的用途，這為以后的學(xué)習(xí)指明了方向，讓我在以后的學(xué)習(xí)工作中思路會(huì)更加清晰，重點(diǎn)會(huì)更加明確，從而向更好的方向努力。另外在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們培養(yǎng)了良好的合作能力。自從第一天開(kāi)始我們小組就積極投入到學(xué)習(xí)中去，完成各自的數(shù)據(jù)計(jì)算，基本草圖的繪制，數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單處理。大家積極與他人交流，討論設(shè)計(jì)過(guò)程遇到的難題，一起去解決。這種學(xué)習(xí)的方法也是值得借鑒的，在討論中學(xué)習(xí)，而且這種由我們自己得到的東西，記得會(huì)更加的深刻，另外在討論學(xué)習(xí)過(guò)程中同學(xué)們之間的關(guān)系會(huì)更加密切，非常有利于增進(jìn)同學(xué)之間的友誼。      通過(guò)本次設(shè)計(jì)使我們明白了自己