现代社会,越来越多的老年人及肢体残疾人选择电动轮椅作为出行工具,但普通电动轮椅仅能在平地或小坡度地面上运行,当遇到台阶、沟壑、楼梯等障碍物时就变得无能为力。为使轮椅具有上下楼梯、越障、过沟的功能,在分析现有电动爬楼梯轮椅的基础上,本课题设计了一种轮腿复合式电动轮椅。本文主要研究对象是爬楼轮椅中座椅姿态调节机构,其起着调节爬楼轮椅整体质心的作用,即其动作准确性直接关乎着爬楼轮椅运动过程中的安全性,因此有必要对爬楼轮椅的座椅姿态调节机构进行受力分析、优化设计以及稳健性分析。主要的研究内容包括以下几点:第一,通过分析爬楼轮椅运动时座椅姿态调节机构的动作特点及工作原理,将其简化为交叉四杆机构,并利用封闭矢量法建立运动学模型,进而仿真出机构的工作空间、质心加速度变化曲线;选用达朗贝尔原理对机构进行受力分析,并利用矩阵求解得到各铰链点处受力情况,为进一步对座椅姿态调节机构的优化设计奠定基础。第二,通过比较基于层次分析法(AHP)的遗传算法和基于改进的非支配序列(NSGA-II)遗传算法的优缺点即前者目标值不可控、实际化为单目标优化而后者目标值可控、真正意义上的多目标优化,并以座椅姿态调节机构的质心加速度、所受的驱动力矩、工作空间作为评价指标,选择基于NSGA-II遗传算法对机构的杆长进行优化,根据研究过程中所强调优化子目标的不同,进而给出五组设计方案,由于本文着重强调优化座椅姿态调节机构质心加速度,因而选择该组杆长结果,进行优化前后各个评价指标的对比分析。第三,进一步研究机构中运动副间隙的影响,采用运动副中铰孔和销轴连续接触的理论,将运动副间隙看作无质量的杆长,从而将交叉四杆机构简化成多杆多自由度机构,并选用封闭矢量法和拉格朗日法分别建立考虑间隙时座椅姿态调节机构运动学、动力学模型,之后利用Matlab对座椅姿态调节机构在有无间隙、考虑不同间隙大小、考虑不同间隙数量条件下进行数值仿真和对比分析。同时,利用有效杆长理论和概率论知识,深入研究座椅姿态调节机构中运动副间隙、基本尺寸误差对运动精度可靠性及灵敏度的影响。