上下樓梯是普通日常生活中很平常的一種，在那些大量不設(shè)電梯的七層以下的住宅樓房居住的居民，尤其是那些老年人和殘疾人，上下爬樓在生活上會(huì)有諸多的不便。目前無論鄉(xiāng)鎮(zhèn)還是城市無一不在飛速發(fā)展，其中階梯更是基本的設(shè)施之一。如上下汽車、地鐵火車有階梯；登越人行天橋和地下通道需要穿越樓梯；大型商場(chǎng)更是免不了要爬樓下梯。這些在我們看來異常簡(jiǎn)單的階梯對(duì)那些腿腳不方便的殘疾人來說想
要通過是很艱難費(fèi)力的。

基于以上種種因素的考慮，我們?cè)O(shè)想能不能設(shè)計(jì)個(gè)可以實(shí)現(xiàn)上下樓梯的電動(dòng)輪椅，我們通過在路面電動(dòng)輪椅的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，解決人們?cè)谏钪杏龅降纳舷聵翘蓦y題該電動(dòng)輪椅的設(shè)計(jì)，方便了人們的生活。因此，這種電動(dòng)爬樓輪椅的設(shè)計(jì)，無論是從實(shí)際應(yīng)用方面還是理論研究方面，都是具有很高價(jià)值的。

1.殘疾人增長率

中國第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查領(lǐng)導(dǎo)小組、國家統(tǒng)計(jì)局1日公布最新調(diào)查數(shù)據(jù)說，現(xiàn)在的全國殘疾人口數(shù)量比1987年第一次全國殘疾人抽樣調(diào)查時(shí)增加了3132萬，占全國總?cè)丝诒壤蔡岣吡?．44個(gè)百分點(diǎn)。
公布的調(diào)查數(shù)據(jù)說，
截至2006年4月1日，中國各類殘疾人總數(shù)達(dá)8296萬人，殘疾人占全國總?cè)丝诘谋壤?．34％。同時(shí)公布的相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)公報(bào)還顯示，全國殘疾類別結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變動(dòng)，其中，肢體殘疾和精神殘疾分別達(dá)到2412萬人和614萬人，增長幅度比較大。公報(bào)說，本次調(diào)查數(shù)據(jù)豐富、真實(shí)、可信，將為中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)和殘疾人事業(yè)的發(fā)展提供可靠依據(jù)。

2.國內(nèi)外爬樓輪椅技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)
國外對(duì)爬樓梯裝置的研究開始得相對(duì)較早，最早的專利是1892年美國的Bray發(fā)明的爬樓梯輪椅。此后，各國紛紛開始投入此項(xiàng)研究，其中美國、英國、德國和日本占主導(dǎo)地位，技術(shù)相對(duì)比較成熟，且有一些產(chǎn)品已經(jīng)投入市場(chǎng)使用。我國對(duì)此類裝置的研究雖然起步較晚，但近年來也涌現(xiàn)了很多這方面的專利，然而投入實(shí)際使用的還很少。
總結(jié)目前國內(nèi)外現(xiàn)有的爬樓梯裝置和專利，按爬樓梯功能實(shí)現(xiàn)的原理主要分為履帶式、輪組式、步行式爬樓梯裝置。下面分別對(duì)國外、國內(nèi)各種類型裝置的發(fā)展作簡(jiǎn)要介紹，并分析其各自優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1履帶式
履帶式爬樓梯裝置的原理類似于履帶裝甲運(yùn)兵車或坦克，其原理簡(jiǎn)單，技術(shù)也比較成熟。英國Baronmead公司開發(fā)的一種電動(dòng)輪椅車，底部是履帶式的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可爬樓梯的最大坡度為35°，上下樓梯速度為每分鐘15--20個(gè)臺(tái)階。法國Topchair公司生產(chǎn)的電動(dòng)爬樓梯輪椅，它的底部有四個(gè)車輪供正常情況下平地運(yùn)行使用，當(dāng)遇到樓梯等特殊地形時(shí)，用戶通過適當(dāng)操作將兩側(cè)的橡膠履帶緩緩放下至地面，然后把這四個(gè)車輪收起，依靠履帶無需旁人輔助便能自動(dòng)完成爬樓等功能。履帶型機(jī)構(gòu)的爬樓梯輪椅應(yīng)用較多，它采用比星型輪機(jī)構(gòu)更為連續(xù)的行走方式，傳動(dòng)效率比較高。在上下樓梯過程中，輪椅的重心總是沿著與樓梯臺(tái)階沿的連線相平行的直線運(yùn)動(dòng)的，其重心的波動(dòng)很小，運(yùn)動(dòng)非常平穩(wěn)。履帶式爬樓梯輪椅最大不足是平地行走時(shí)阻力較大，運(yùn)動(dòng)不靈活，在爬樓梯時(shí)履帶容易損壞樓梯沿。為克服這一缺點(diǎn)，國內(nèi)外提出過各種各樣的改進(jìn)機(jī)構(gòu)，一種改進(jìn)的輪－履帶混合機(jī)構(gòu)的爬樓梯輪椅，它在平地行走時(shí)利用輪式機(jī)構(gòu)，爬樓梯時(shí)放下履帶機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。
履帶式結(jié)構(gòu)傳動(dòng)效率比較高，行走時(shí)重心波動(dòng)很小，運(yùn)動(dòng)非常平穩(wěn)，且使用地形范圍較廣，在一些不規(guī)則的樓梯上也能使用。它除了具備爬樓梯功能外，也能作為普通的電動(dòng)輪椅使用。但是這類裝置仍存在很多不足之處:重量大、運(yùn)動(dòng)不夠靈活、爬樓時(shí)在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對(duì)樓梯有一定的損壞；且平地使用所受阻力較大，而且轉(zhuǎn)彎不方便，這些問題限制了其在日常生活中的推廣使用。

2.2輪組式
輪組式爬樓梯裝置按輪組中使用小輪的個(gè)數(shù)可分為兩輪組式、三輪組式以及四輪組式。輪組式爬樓梯輪椅的爬樓梯機(jī)構(gòu)由均勻分布在“Y”形或“+”字形系桿上的若干個(gè)小輪構(gòu)成。各個(gè)小輪既可以繞各自的軸線自轉(zhuǎn)，又可以隨著系桿一起繞中心軸公轉(zhuǎn)。在平地行走時(shí)，各小輪自轉(zhuǎn)，而爬樓梯時(shí)，各小輪一起公轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)爬樓梯的功能。單輪組式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較實(shí)現(xiàn)爬樓梯的功能。單輪組式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，在爬樓過程中需要有人協(xié)助才能保證重心的穩(wěn)定；而雙輪組式雖能實(shí)現(xiàn)自主爬樓，但由于其體積龐大且偏重，影響了它的使用范圍。


3.結(jié)論
綜上所述，國外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有一百多年的歷史，成果也較多，但是它們大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了發(fā)展中國家人民的經(jīng)濟(jì)承受能力。國內(nèi)的研究相對(duì)較晚，雖然也誕生了很多專利，但由于受到體積、重量、穩(wěn)定性及安全性的限制，還沒有產(chǎn)品真正投入使用。由此可見，為了解決移動(dòng)機(jī)器人使用受限的問題，同時(shí)考慮到我國使用者的經(jīng)濟(jì)承受能力，需要研究一種價(jià)格低廉、功能多樣的爬樓梯裝置。