随着科学技术的迅速发展,电梯遍布于商场、酒店及办公楼等高层建筑物,给人们的生活带来极大的便利[1].然而,目前很多老旧小区仍然是以步梯为主,这在一定程度上限制人们对高质量生活的追求,给老年人的出行造成极大的不便.虽然,近年来国家、政府加大对老旧小区加装电梯等改造,但是大多数老旧小区并未预留梯井,造成无法安装或需要开辟新的梯井[2-3].然而,开辟新的梯井需较高的费用,甚至有些小区没有空间来开辟电梯井.因此,研究一种可安装在现有步梯上的上下楼梯辅助装置,具有广泛的应用前景.邢刚等[4]设计了一种座椅式的上下楼梯辅助装置,无需安装于梯井,能较好地载人上下楼,但此装置无法满足多人同时使用,实时性较差.李谦等[5]设计一款可爬楼梯的轮椅,可载人上下楼,但是其具有翻滚等风险.朱攀[6]设计一款辅助上楼装置,其具有训练残存运动机能,在上楼的同时可进行康复训练,但针对性较强.因此,本文提出一款新型的辅助老人上下楼梯的机械装置,可安装于现有的步梯上,能同时供多人使用,具有较高的实时性,且安装后不会影响楼梯的正常通畅性,适用于老旧小区的改造.此外,该设计已获国家授权专利“一种平步楼梯装置(ZL202010574747.3)”[7],表明其具有一定的创新性.本文主要介绍该装置的工作原理和主要机构设计,并对其关键零部件进行受力分析和优化设计,有效地减少装置的质量和制作成本.1平步楼梯装置的机械结构设计为提高辅助上下楼梯装置的通用性,本文设计一款可以直接安装于普通步梯旁的平步楼梯装置,利用Solidworks[8]建立其三维模型,如图1利用Solidworks的平步楼梯装置设计与分析刘金磊,夏尔冬*,王春荣,熊昌炯(三明学院机电工程学院,福建三明365004)摘要:为方便居住于老旧小区的中老年人上下楼梯,设计一款新型的平步楼梯装置.首先利用Solidworks建立平步楼梯装置的三维模型,其包括升降踏板、凸轮机构和凸轮支撑板等;然后利用Solidworks的Simulation对其关键零部件进行静力学分析与优化设计分析.结果表明,该装置设计合理,且优化后的踏板和凸轮质量分别减少了30.99%和16.09%,有效地降低制作成本.最后根据优化结果制作实物样机模型,为老旧小区的电梯改造提供借鉴参考.关键词:平步楼梯装置;Solidworks;静力学分析;优化设计中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:2095-2481(2023)02-0132-06收稿日期:2021-01-28*通信作者:夏尔冬(1986-),女,讲师.E-mail:382831159@qq.com基金项目:福建省中青...