技 术 总 结 报 告

学院：      机械工程学院   

项目名称：   “如履平地”爬楼梯小车 

     小组成员：  张鹏鹏、武怀宇、邢举学、李小龙

               

摘    要

爬楼梯，尤其是在有负荷的情况下爬楼梯是人们在日常生活中面临的很大的问题，当人们搬着重物爬楼梯的时候时常会感到力不从心，这时候人们便希望有一种产品能够帮助他们在载物爬楼梯的过程中“如履平地”。我们的项目就是为了帮助人们解决这个难题，满足人们生活中的需求。

“如履平地”爬楼梯小车是采用传统的行星轮装置实现小车在楼梯间平稳地行走，同时采用棘轮机构对小车的逆向及顺向行走实现意外情况下的自锁。本项目主要采用理论分析与仿真分析相结合的研究方法，对设计的爬楼梯小车的性能及应力进行了详细精密的计算，分析。首先小车的设计基于严格的理论基础，并对它进行了理论分析，计算了在设计尺寸下它是否能承受预定的载重，并且对它的受阻情况进行了模拟计算，经理论分析后，“如履平地”爬楼梯小车满足基本的需求，但是在极限情况下，它是否依旧满足条件呢，这就需要我们进行受力的仿真分析，本项目采用Solidworks中cosmos插件的有限元分析软件部分，对在受力情况下小车轴以及棘轮的应力情况进行了分析，经模拟受力情况下，小车的轴以及棘轮在极限情况下均满足力学条件。

通过本项目的研究，我们希望能够帮助人们解决爬楼梯过程中的面临的难题，实现在爬楼梯过程中的平稳行走，同时能够更加省力，尽量减少行走阻力，使人们能感到更加舒适，轻松。希望经过我们的努力，把这种爬楼梯小车推向市场。

目   录

主体部分

1.      绪论

爬楼梯是人们日常生活中必须要面对的事情，然而在有些情况下它却远远超出了人们的掌控。例如，很多人在搬某件重物上楼梯时时常会感到力不从心，假使有一种产品能让物体在楼梯上也能“如履平地”那就好了。爬楼梯小车的研究．对解放人们，在人不能直接提升物体的情况下中进行作业，具有重要的意义。针对各种不同的运动环境，一直以来爬楼梯小车所采用的运动方式大体包括轮式、履带式、足式等。

总结目前国内外现有的爬楼梯小车装置和专利，按爬楼梯功能实现的原理主要分为履带式、轮组式、步行式爬楼梯装置。早期的爬楼梯装置一般都采用步行式，其爬楼梯执行机构由铰链杆件机构组成。上楼时先将负重抬高，再水平向前移动，如此重复这两个过程直至爬完一段楼梯。步行式爬楼梯装置模仿人类爬楼的动作，外观可视为足式机器人，采用多条机械腿交替升降、支撑座椅爬楼的原理。履带式爬楼梯装置的原理类似于履带装甲运兵车或坦克，其原理简单，技术也比较成熟。

轮组式爬楼梯装置按轮组中使用小轮的个数可分为两轮组式、三轮组式以及四轮组式。轮组式爬楼梯轮椅的爬楼梯机构由均匀分布在“Y”形或“+”字形系杆上的若干个小轮构成。各个小轮既可以绕各自的轴线自转，又可以随着系杆一起绕中心轴公转。在平地行走时，各小轮自转，而爬楼梯时，各小轮一起公转，从而实现爬楼梯的功能。

我国在上世纪八十年代对轮组式爬楼梯装置已有研究，1987年专利号为86210653的国家专利中介绍了一种平地、楼梯运行多用轮椅，前滚轮和后滚轮都用多个星形轮组成，除自转外还绕滚轮轴公转而实现上下楼。内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT的爬楼方式，采用星形轮系作为爬楼梯机构，设计了一种双联星形机构电动爬楼梯轮椅。这两种机构的设计都是针对轮椅的。

那么能否将这种轮椅的设计运用到我们的产品呢？答案是肯定的。但我们首先需要比较一下以上几种爬楼机构的优劣。

步进式爬楼机构对控制的要求很高，操作比较复杂，在平地行走时运动幅度不大，动作缓慢。而履带式重量大、运动不够灵活、爬楼时在楼梯边缘造成巨大的压力，对楼梯有一定的损坏；且平地使用所受阻力较大，而且转弯不方便，这些问题限制了其在日常生活中的推广使用。轮组式设计很好的弥补了以上两种方式的缺陷，活动范围广，运动灵活。能很好地于我们的爬楼小车设计。但是轮组式机构容易倒转，需要人力的始终控制。

综上所述，目前相对比较成熟的爬楼机构为履带式和轮组式。针对我们的产品，履带式是不适用的。而当前的轮组式爬楼机构又具有其自身的局限性。由此可见，为了解决爬楼机构使用受限的问题，同时考虑到我国使用者的经济承受能力，需要研究一种价格低廉、功能多样的爬楼梯装置。

2.      正文

2.1“如履平地”爬楼梯小车的各部分介绍

本小车主要由拉杆，托盘，行星轮，轮架及棘轮四部分构成（图 1）

2.1.1 拉杆部分

拉杆部分的材料为   由一固定拉杆和一活动拉杆构成。二者之间通过铰链连接。当小车处于使用状态时，在人的拉力作用下，活动拉杆伸直，两个部分处于同一平面上。当小车处于非使用状态时，可以将活动拉杆折叠，这样就可以大大减小产品所占的空间。

2.1.2 托盘部分

托盘部分的材料   其作用为装载货物。使用的时候托盘处于与拉杆垂直的位置；闲置状态下托盘可折叠起来，减小小车的存放空间，如图1。

2.1.3 轮架部分

小车含有左右共两个轮架，每个轮架由三根互成120°角的臂杆固结而成。轮架中心出有一孔结构，用以安装中心轴。在臂杆的末端各有一孔结构，用以安装与行星轮连接的轴。

2.1.4行星轮

小车总共由左右各三个共六个行星轮构成，每个行星轮都具有两个自由度，即可绕自身的轴自转，也可绕中心轴公转。现在以一侧的行星轮为研究对象对其运动进行分析。当小车在平地上运动时，有两个行星轮与地面紧密接触，绕中心轴公转的自由度受到限制，不能翻转。当任一行星轮碰到楼梯时，楼梯给行星轮一水平向后的挤压力，同时由于人的拉力的作用，使得中心轴给轮架一个斜向上的拉力。这两个力的作用将使得与楼梯接触的行星轮对应的臂杆发生翻转，从而带动两外两个行星轮翻上楼梯。

2.1.5棘轮

棘轮是该产品设计中的创新点。在爬楼梯的过程中，面临的一大问题就是容易倒转。但安装棘轮可以有效避免倒转现象的发生。棘轮安装在中心轴上，棘爪安装在拉杆上。小车只能向上运动，当下滑时棘轮会产生自锁。如图3 所示。

2.2整体工作流程

如图4所示，“如履平地”爬楼梯小车的工作流程：

首先是根据楼梯的高度差与轮架的高度相比较，判断小车是否能顺利的爬过楼梯，如果能够满足要求，那么开始行走；如果不能满足条件，则必须要调节行星轮与轴线的距离，即轮架的长度，轮架长度的调节采用手动，类似与雨伞的自动扣结构，用力一拉轮距便会伸长，而在受力情况下由于它处于稳定状态，因此并不会缩短，要想缩短必须要给一个垂直与杆方向的力。它可以满足楼梯高度差之后，则小车便开始爬楼梯。在上楼梯的过程中，人们可能会由于太累或者不小心而松力，这样普通的小车便会有向下的趋势，而“如履平地”爬楼梯小车则由于中心轴线上的棘轮机构，实现自锁功能，有效的避免了意外的发生。当然了，在下楼的过程中，通过一个手刹可以改变棘爪的方向，这样同样可以避免下楼的过程中意外的发生。

2.3 研究方法

①在机构的设计中采用功能分析的方法，确定机构各尺寸关系间的约束关系。

②运动学分析：建立合理的运动学模型，从而对不同运动阶段进行分析。

③运动学仿真与分析：在爬楼梯越障的运动学模型基础上，改变机构相关尺寸进行仿真分析，从而得到最优解。

④对机体质心及其稳定性进行分析，选取合适参数做仿真，得到最优解。

⑤介绍了爬楼梯小车结构实现方法，从传动设计、零件组成及选用，从设计方面对爬楼梯小车的结构进行了详细说明。

⑥机构动力消耗问题的研究。

⑦设计的机构在模态环境和非模态环境下使用情况的对比，验证其适应性。

2.4      理论分析

2.2.1        托盘受力分析

托盘结构相当于悬臂梁，采用合金钢管40Cr，力学特征如下图5：

实际结构如上图6所示。

最大载重为50kg，杆长为500mm（实际尺寸为450mm），则作用点位于中心250mm处。外径为50mm，壁厚为4mm，计算杆的受力情况。（弯曲正应力[σ]=250MPa）

计算：

σ=M_max/W_z

M_max=50*10*250*10^-3=125N.m

W_z=П/32*D⁴（1-α⁴）=6.13*10^-7

σ=M_max/W_z=125/6.13*10^-7=203MPa<250MPa=[σ]

托盘满足弯曲应力条件。

2.5      仿真分析

3       结论

通过对现有国内外爬楼梯装置资料的查阅，我们对爬楼梯装置有了一个全面的了解，在对比各个不同机构的优劣之后，我们优先选用了传统的行星轮机构来实现小车的爬楼梯过程，其中不仅考虑了材料价格，消费偏向，性价比等问题，而且考虑到了最广大人们的需求，我们用尽可能低的成本来实现最多的功能。

  在整个设计过程中，我们对爬楼梯小车的设计，从二维图到三维图，从理论分析到仿真分析，辩证地分析了不同的方案，对它的可行性进行了认真的思考和激烈的讨论，采用科学的设计流程，实现了产品的工程化设计。

现在的小车可以解决不同高度的楼梯差的爬行问题，而且运行平稳，可以运载易碎的产品，这是其它的产品所不能的。整个小车质量轻盈，而且可折叠十分便携。并且造价低，适合的各个消费群体使用，增加的棘轮机构可以实现小车在上升过程中的倒转问题，而手刹可以轻易的在上下楼梯间切换。

参考文献

[1] 郑文纬，吴克坚.机械原理机械(第七版) [M].北京:高等教育出版社,1997

[2] 徐灏.机械设计手册.北京:机械工业出版社,1991

[3] 邹家祥.现代机械设计理论与方法.北京:科学出版社,1990

致谢

葛培琪老师对开题报告仔细审阅，指出错误，并提出了修改意见。张勤河老师也对我们的工作提供了重要帮助。在此对葛培琪老师和张勤河老师致以最衷心的感谢！

附录

小车展开图（图 a），折叠图（图b）

图 a

图 b

 

第二篇：英语课程改革总结报告

新课程改革总结报告

新课程改革意在构建体现多样化、选择性的课程结构，打破旧的传统课程背景下不论学生基础与潜质，不顾学生兴趣与特长，忽视个性差异的弊端；以提高国民素质为宗旨，以培养创新精神和实践能力为重点，强调课程要促进每个学生身心健康发展，培养良好品德强调基础教育要满足每个学生终身发展的需要，培养学生终身学习的愿望和能力。20xx年x月起，根据上级教育部门的部署，我校从一年级开始实施各学科新课程实验，经过近xx年来多师生们的努力，现已完成了全校各年级新课程实验，我们在实践中经历了成功和失败，得到了许多的启示。现谈谈我们在课程改革中的一些成绩和感悟：

一、教师的课程理念的改变：

我校是一间有四十年历史的老校，学校教师绝大部分年龄都超过的四十五岁，教龄时间长，教学思想较传统，过去的旧课程是以知识的传授和技能的培养为主，而新课程除了要老师传授知识和培养学生的技能，还要注重对学生的三维目标进行培养，这种重大的转变在课程改革中推进很艰难，但十年过来，绝大部分的教师还是转变的观念，制定并实施了课程的三维目标培养。

二、教师课堂教学的模式的改变

（一）课堂出现生动的学习场景。

新课标要求课堂教学师生互动、平等参与，注重学生的学习方式、学习愿望和学习能力的培养，教师们面对新课程，迸发出前所未有的探索、研究热情，课堂教学的组织形式逐步发生的变化。乐于探究、主动参与、勤于动手成为教学过程中教师的共识。教师们已经有明显的小组合作教学意识，有的教师有强烈的研究欲望，有的教师有初步的探索意识，尽可能地组织学生运用合作、小组学习方式---四人一组组成一个的“小家庭”，在培养学生合作与交流能力的同时，积极调动每个学生的参与意识和学习积极性；课堂上经常出现讨论、交流和合作学习的场面，而教师们更是尽可能地使用鼓励性语言，平等的话语，与学生的距离拉近了，学生对学习比以前更有兴趣了。逐渐地,我们的课堂呈现出了师生互动、生生互教互学的生动场景。学生学习的自主性被激活，学习方式和思维方式发生了质的飞跃，课堂不再只是知识的交流，课堂充满生机和活力，学生多了思考的空间，教师成了学生学习中的伙伴、朋友。学习变成了一种交流、讨论和对话，

是一种真正意义上的探究式学习。这种合作的氛围甚至延伸到了课外、校园，许多班级出现小家庭“一家人”互相合作、互相关心、互相鼓励，共同努力，共同进步的情况，如四（1）、（3），五（1）班及小家庭合作玩游戏，合作养花种草，合作清洁卫生，合作完成教师布置的其他工作，小家庭成员成了亲密的好朋友。

（二）、积极申报课题，开展教研实验。

新课程改革是一项教学的重要实验，增强科研意识是搞好课改的基础和前提。我们充分发挥各科组集体备课的优势，各年级以学科为单位成立了教研小组，研究选择了教研实验专题，制定研究活动计划，确实开展活动。例如语文学科由过去的低年级开始以“小组合作学习”为研究专题，中年级以“语感教学研究”为教研专题，到这两个学期的申报市课题《小学语文中国学教育的实验研究》的课题研究，数学科组实施“5+15+20”教学模式；英语科组在20xx学年进行的国家教育部“基础教育英语教学评价试验项目试验研究”——“学生学业成绩报告内容与形式”子课题研究。以上的课题均能根据新课程制定研究活动计划，确实开展活动。教研活动既注重切实解决实际教学问题，又注重概括、提升、总结经验、探索规律。学校对计划的撰写作了辅导，就具体操作问题提出了要求。开展教研活动是以课例评析为主（围绕着专题备、听、评、思），学校领导带头参加集体备课和研讨课的听课、评课活动。教研实验活动围绕着课程改革的理念，注重切实解决实际教学问题，注重概括、提升、总结经验、探索规律。

（三）教师的新课标意识在教学过程中得到体现

1、通过对新课程的研究和实验，我们的教师学习了大量的教育理论，教改经验，促进了教学观念和教学行为的转变。

（1）、实现了师生关系的转变。

（2）、实现了由“传授”到“指导”的转变。

（3）、对教学过程的设计发生变化。教师们能充分了解学生已有的学习经验，从学生的认知特点和实际接受水平出发，灵活地处理教材，拿出符合学生知识和心理需求的教学设计。

2、从我们对教师的听课中看出，许多的教师能在组织课堂过程中体现了三维目标意识、合作意识、情境意识和评价意识；教师们普遍反映：情境教学新课标实验的合作学习方式确实能使学生思维活跃，发言积极，能提出问题、收集资料，学会利用多种手段，通过多种途径获取信息的方法，确实提高了学生的独立

学习能力。

三、教学评价形式多样

从观察教师的课堂教学评价话语和行为来看，由90%以上的教师已经走出了“为评价而评价”的误区，由过乱、过烂、过露的教学评价转变为真实、规范、科学的教学评价。引进多元化的评价方式，有激励性评价、暗示性评价、及时性评价等，在评价手段上，有星级评价、小红花评价等。学生在教学评价中，得到真实的学习体验和成功的快乐。

1、课堂上的正面的评价增多。

课堂教学评价是促进学生成长、教师专业发展和提高课堂教学质量的重要手段。在课堂上，教师们充分利用了这一手段，能有意识地观察和发现学生在学习活动中的闪光点，并及时给予肯定的或鼓励性的评价；还有集体性质的最佳合作小组、探究先锋队等等的评选也是对学生合作学习的一种良好评价。

2、学生的学业上，教师也根据实际情况，分别采用等级评分和分数评分进行评价，作业与单元评价形式也多种多样，还有校际、班际学科竞赛，甚至有良性竞争产生的小红旗手、小红花少年??

3、学期末的一学期各学科水平测试，是对学生一学期各学科新课标学习的一个全面评价，也是上级有关部门对学校实验情况了一个检验，能较客观地反映出课改的情况。教师更是从中了解自己参与课改实验的成效和对学生学习质量的验证。根据本区近六年学期末学科抽测的综合指数看，我校各项指标有五年能达到区平均水平，其中有三年更是达平均水平之上。

虽然在评价方面，这次的新课程实验仍然离不开应试的指挥棒，但毕竟我们尝试了运用多种形式去评价学生的学习。

四、课改成绩收获斐然

（一）课堂教学模式的变化。

在这次课改实验过程中，我们的教师在课堂积极转变自己的教学角色，以学生发展的促进者、引导者、“平等中的首席”的身份，努力创建学生自主、合作、探究的快乐学习的新型课堂教学机制。如语文教师注重引导学生自主感知课文，让学生在自主、合作研讨中探究学习识字、认字的技法，通过丰富多彩的实践活动让学生动手、动脑，灵活地学习和运用知识；数学教师注重从学生自主动手、合作探究中引发学生思考，从而培养学生的独立思维能力和自主创新意识，引导

学生从日常生活及身边事物中观察和发现知识等，以生动活泼的活动形式让学生在快乐的学习中灵活掌握知识。为了培养学生具有灵活自主地能力，教师们无不努力地创设民主的学习氛围，灵活多样的教学活动，让学生们在自主、合作、探究的快乐学习中快乐成长。

（二）知识由课内延伸到课外，与学生生活更加贴近了。

课外，教师们在布置作业、组织综合实践等方面也都紧紧围绕新课标灵活实施。如语文作业可能是要学生去动手制作一些小模型、采集一些小标本、观察生活中的一些动、植物等；数学作业可能是拼七巧板、搞小制作等，还鼓励学生观察生活，让学生从生活中去发现数学，学习数学；英语作业可能是收集一些小物品、或教长辈学一个单词等。因此，学生们在教师的引导下，课外的延伸学习也同样是积极、自主、合作、探究的快乐学习。

教师们都十分重视课堂教学的实效性。课堂教学是课改的中心环节。作为一名教师，没有谁不希望自己是一个好老师，既让学生学得轻松，又能取得好成绩。为此，老师花尽心思，如制作生动的课件激发学生兴趣，采用有趣的游戏让学生在玩中学，运用多种方式来指导学生学习。在这些方面教师们都是边探讨、边学习、边实践摸索的。

五、改革实践体会深刻

教师们在十年的实践中深有体会。

之一：在课堂上我们想尽办法达到教学目的，而这种效果最终将以学生情感的共鸣，知识、技能的掌握作为评价依据。课改提出转变学习方式，并不代表所有传统的教学方法都是“恐怖分子”，都要被一棍子打死。过去的教学过多束缚了学生的思维活动，现在却又过多于放任。只有将各种学习方式的优点结合起来，才能真正达到课堂教学的有效性。如教师在课堂上先教给学生学法，再让学生实践，不能就此而评说教师就是在“灌”。有些内容本一目了然，教师绕着圈子让学生学，反而让学生更迷糊了，何不干干脆脆地直接告诉他。

之二：我们在重视学生的主体地位同时，也同样要关注教师的主导作用，特别是低年级的孩子，教师的主导作用是非常重要的。这样我们才能将课程改革落实在每一节课的教学中。说是很容易，但是做起来我们还是面临许多实际问题，如学生接受知识的层次不同，是否分层次地教学，关注到每个孩子的所需是困难的，这仍需我们在实验的教学中不断探索，去寻求一条有效的道路。

总之，新课改是一项十分艰巨工作，在实施过程中既获得了成功的体验，又遇到了许多困难，我们只有加强教学科研，创造性的实施新课程，才能肩负起时代赋予我们的责任。我们希望这是一场全新的改革，做到一步一个脚印，追求教育教学真实的面貌，取得实质性的成功。

二020xx年x月x日