目前,大部分年老体弱者及肢体伤残人士都会选择轮椅作为他们的代步工具。然而,普通手动、电动轮椅不具备攀登楼梯和跨越路障的功能,从而限制了使用者的活动范围。为了解决上述问题,给老年人和残疾人提供性能优越的助行装置,改善他们的生活质量,改进现有的普通轮椅、扩大轮椅的使用范围具有重大的意义和实用价值。针对此类问题,本文给出了一种平地、楼梯两用助行装置方案,并以虚拟样机这一重要机械建模技术为依托,完成了装置的虚拟样机建模、运动学分析以及机电控制系统的联合仿真。本文首先从乘坐者安全、使用习惯、装置自身稳定性等角度出发,设计了一种平地、楼梯两用助行装置,采用连杆、车轮混合式爬楼机构,上下楼梯时车体始终水平,乘坐者面向行进方向。平地行驶采用后轮驱动,爬楼机构负责装置攀爬越障,连杆机构负责调整车体姿态。其次,根据助行装置的设计要求,引入虚拟样机技术,完成三维模型的建立、运动学动力学仿真以及结构参数、车体质心轨迹的优化。结合虚拟样机仿真结果和最优化参数,对装置进行运动学分析,在MATLAB中完成运动学计算,将计算结果与ADAMS仿真结果进行比对,进行验证。最后,利用MATLAB/Simulink工具箱建立控制系统,通过ADAMS/Controls接口,实现助行装置基于ADAMS与MATLAB的联合爬楼过程仿真。本文通过运用多种仿真方法,证实了两用助行装置方案的可行性,与星形轮结构相比,其运动轨迹得到了优化;同时给出了三维动画仿真结果演示、相关的数据分析,为助行装置物理样机的研制提供了依据。