随着我国老龄化人口和残障人士数量日益增多,同时随着城镇化步伐的加快,老年人和下肢残疾者出行难题受到社会各界的广泛关注。用科技手段解决上述问题是大势所趋,为此在服务机器人领域世界各个国家都在加大投入力度,目前国内外研究各种爬楼装置的机构和研究人员越来越多,本文通过对国内外爬楼设备的现状研究,设计了一种基于齿轮齿条翻转爬升机构的爬楼梯轮椅。首先,在查阅大量相关资料的基础上对国内外现有爬楼梯装置进行了研究,并对其各自优缺点进行了对比分析。同时,充分考虑乘坐者舒适度、爬楼梯时的安全稳定性、控制难易程度等方面,设计了一种基于齿轮齿条翻转的爬升机构,该机构具有驱动力矩小、运行平稳的优势。其次,根据设计要求对曲臂的结构参数进行了计算,进而对齿轮齿条爬升机构进行了具体设计;为了实现翻转爬升的驱动,设计了基于电磁离合器的分路同向同速传动结构,同时对传动环节所需电器元件进行选型并完成了传动设计;最终使用虚拟样机技术,用SolidWorks完成了基于齿轮齿条翻转爬升机构的爬楼梯轮椅的三维建模。最后,利用CAE软件对轮椅进行仿真分析:运用ADAMS软件对轮椅简化模型进行运动学仿真,分析了轮椅质心运动轨迹,验证了轮椅运动的平稳性;运用SolidWorks Motion对齿轮沿齿条爬升进行运动学仿真,分析轮椅爬升的运动特性;同时运用ANSYS软件对关键部件进行了有限元分析,验证了所设计零件结构的可靠性和安全性。