基于Mecanum轮的电动轮椅与路面耦合系统振动特性分析

摘要：

为了分析基于Mecanum轮的全方位移动轮椅的振动特性,建立Mecanum轮与地面接触模型和7自由度移动平台模型,利用轮子与路面接触点的位移协调方程及轮椅与路面之间相互作用力的平衡关系构建轮椅与路面耦合振动方程,通过模拟仿真,研究轮子与路面接触的起始位置、转速以及负载大小对轮椅振动特性的影响规律.搭建了全方位移动试验台,通过试验验证了数值仿真的准确性.分析结果表明:从乘坐的舒适性出发,应尽量保持轮子与路面起始接触位置相同.轮椅的振动频率和幅值随着转速的增加而增大,当转速介于150 r/min和200 r/min之间时,轮椅的振动频率与人体固有生物波(8 Hz)接近,会引起乘坐者的强烈不适感.乘坐者的体重对轮椅振动特性影响较小但对振动的幅值有一定的抑制作用.

关键词：Mecanum轮、耦合振动系统、轮椅舒适性、机械动力学

所属期刊栏目：39

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：天津市自然科学基金;河北省自然科学基金重点项目;国家科学自然基金;机器人技术与系统国家重点实验室开放研究项目;空间智能控制技术重点实验室开放基金

在线出版日期：2020-05-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：245-252