随着科技不断进步和发展,电动轮椅已经逐渐成为老年人及残疾人主要的代步工具。然而,由于人民生活水平的不断提高,对于生活质量也提出了更高的要求,市面上的普通电动轮椅已经无法满足人们出行要求,于是爬楼轮椅应运而生。爬楼轮椅不仅可以如普通轮椅一样在平地上行驶,还可以完成爬楼梯、越障、跨沟等动作,扩大了残疾人及老年人的活动范围。由于市场上现有的爬楼轮椅价格过高,本课题设计一款结构与现有爬楼轮椅不同的轮腿混合式爬楼轮椅。本文主要研究内容是对轮椅后腿进行受力分析和优化设计。文中首先介绍了功能方法树设计方法与通口本体设计理论,利用以上两种理论对后腿的辅助装置进行概念设计,产生多个设计方案,并通过效用价值分析法对比较合理的方案进行评价和分析,从而得到最佳的设计方案。然后借助UG软件强大的虚拟建模和装配功能,采用混合式装配设计方法对浮动轮机构进行零件设计和装配。最后利用MATLAB对浮动轮辅助下的轮椅上下台阶的路径进行仿真。其次,分析轮椅后腿的运动状态,把后腿的运动状态分为空载状态和工作状态。根据达朗贝尔原理,利用动静法分别对爬楼轮椅后腿的两种运动状态进行受力分析,通过仿真了解各个运动副受力的变化规律,确定需要优化的力。最后,利用MATLAB的遗传算法,以轮椅后腿受力及五杆机构的运动性能为评价指标,对后腿杆长进行优化,得到最优解。分别对优化前后运动轨迹、雅克比条件数及支点力大小进行比较,证明优化的后腿不仅受力情况得到改善,运动性能也得到明显提高。