本文關(guān)鍵詞：輪腿式爬樓輪椅控制系統(tǒng)設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 電動輪椅控制器 步進電機 測距傳感器 傾角傳感器 串口通信

【摘要】：隨著社會的發(fā)展和科技的進步,我國面臨著越來越嚴重的人口老齡化問題和各種事故造成的傷殘問題。電動輪椅作為面向老年人和殘疾人而開發(fā)的一種輔助工具應(yīng)運而生。電動輪椅是一種以蓄電池為能源、通過操縱桿控制、由電動機驅(qū)動、由傳感器對環(huán)境進行檢測的輪椅車,而且操作簡便、自主性強、運行平穩(wěn)、噪聲低。目前國內(nèi)缺少高性能的電動輪椅產(chǎn)品以及有關(guān)的控制技術(shù),國內(nèi)用戶很難接收國外產(chǎn)品高昂的價格。因此設(shè)計出一款高性能、低成本的電動輪椅控制系統(tǒng)成為我們當前的主要研究目的。本文主要圍繞電動輪椅環(huán)境感知系統(tǒng)進行設(shè)計。首先對電動輪椅的研究背景和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀做了介紹,然后通過對國內(nèi)外的先進控制技術(shù)進行研究,并根據(jù)電動輪椅的功能及運動要求,設(shè)計出一套基于STC12C5A32S2單片機的電動輪椅環(huán)境感知系統(tǒng)。其次,對系統(tǒng)的各個模塊進行了軟硬件設(shè)計,包括電源模塊、測距傳感器模塊、傾角傳感器模塊、步進電機模塊及外圍輔助設(shè)計模塊、USART異步通信模塊等,同時根據(jù)可靠性要求設(shè)計了傳感器故障檢測模塊,自主避障模塊。最后通過Proteus軟件對上位機系統(tǒng)進行了搭建仿真,使上位機可以通過傳感器測量的數(shù)據(jù)對前腿的動作及座椅的位姿進行調(diào)整,同時還為座椅的調(diào)整添加了手動模式,方便用戶使用。通過搭建控制系統(tǒng)的樣機,對系統(tǒng)進行了模擬調(diào)試并對結(jié)果加以分析,實驗結(jié)果驗證了本設(shè)計的可行性,達到了預(yù)期目的。
【關(guān)鍵詞】：電動輪椅控制器 步進電機 測距傳感器 傾角傳感器 串口通信
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH789
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題背景與意義8-9
• 1.2 爬樓輪椅的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 履帶式10
• 1.2.2 輪組式10-11
• 1.2.3 步行式11-13
• 1.3 輪椅的分類13-14
• 1.4 課題的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-16
• 第二章 電動輪椅控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計16-30
• 2.1 電動輪椅的功能與運動要求16-17
• 2.2 主要硬件的選型17-25
• 2.2.1 超聲波測距傳感器17-19
• 2.2.2 紅外線測距傳感器19-21
• 2.2.3 加速度傳感器21-23
• 2.2.4 步進電機23-25
• 2.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計與分析25-29
• 2.3.1 環(huán)境感知系統(tǒng)方案擬定25-26
• 2.3.2 PID算法介紹26-28
• 2.3.3 電動輪椅控制系統(tǒng)框圖28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 基于STC單片機控制系統(tǒng)硬件設(shè)計30-40
• 3.1 電源模塊30-31
• 3.2 單片機選型及其電路31-32
• 3.3 環(huán)境檢測模塊32-37
• 3.3.1 測距模塊32-35
• 3.3.2 傾角模塊35-36
• 3.3.3 故障檢測與反饋36
• 3.3.4 狀態(tài)指示燈36-37
• 3.4 電機模塊37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于STC單片機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計40-56
• 4.1 STC12系列單片機開發(fā)及調(diào)試工具40
• 4.2 主程序設(shè)計及流程圖40-42
• 4.3 傳感器模塊設(shè)計42-50
• 4.3.1 A/D模塊軟件設(shè)計42-47
• 4.3.2 超聲波模塊軟件設(shè)計47-49
• 4.3.3 中位值平均濾波法數(shù)字濾波49-50
• 4.4 電機PID控制模塊設(shè)計50-52
• 4.5 串行通信模塊設(shè)計52
• 4.6 輪椅動作模塊52-53
• 4.7 本章小結(jié)53-56
• 第五章 實驗結(jié)果及誤差分析56-62
• 5.1 電動輪椅控制系統(tǒng)實驗平臺56-57
• 5.2 距離檢測相關(guān)試驗57-59
• 5.3 實驗誤差分析59-60
• 5.4 上位機系統(tǒng)仿真60-61
• 5.5 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 參考文獻64-68
• 致謝68-70
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果70

【相似文獻】

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本文編號：1037427