【摘要】：目前,隨著我國老齡化趨勢加快,老年人及殘疾人走出家庭融入社會以豐富他/她們的生活,輪椅是其理想的代步工具。然而普通輪椅不具備爬樓和越障的功能,許多商場和居民樓又沒有無障礙通道,面對臺階和樓梯時只能望而卻步,不能增加使用者的活動范圍。為了讓他/她們出行更加方便,充分享受社會的溫暖,本課題設計了一種輪腿式電動爬樓輪椅,該輪椅具有爬樓越障功能,對提高腿腳不便者的活動能力具有重要的應用價值。本論文針對課題的電機控制系統(tǒng)進行研究。首先從電機控制的角度出發(fā),選擇TMS320F2812型號的DSP芯片作為核心處理器,充分利用其豐富的片上資源和快速處理數(shù)據(jù)的能力,結合VC搭建上位機顯示控制界面,提出了一套爬樓輪椅電機控制系統(tǒng)設計方案。本系統(tǒng)主要實現(xiàn):控制手柄操縱輪椅運動,調(diào)節(jié)腳踏板高度和調(diào)節(jié)后腿位姿三大功能。其次對電機的傳動進行分析,確定執(zhí)行機構動作,確定控制系統(tǒng)設計方案。對控制系統(tǒng)資源進行分配,設計硬件電路,為軟件設計打下良好基礎。根據(jù)執(zhí)行機構動作要求進行軟件設計,確立了基于S曲線控制算法的手柄操縱模塊、腳踏板升降模塊和后腿位姿調(diào)節(jié)模塊三大執(zhí)行模塊程序。使用RS232通信方式將傳感器和電機速度等參數(shù)上傳,在上位機實時顯示,并通過上位機發(fā)送指令,控制執(zhí)行機構動作。最后在爬樓輪椅實物平臺上進行測試,能夠準確控制各執(zhí)行機構的動作,上位機實時顯示傳感器等重要參數(shù),并利用DSP編譯軟件輸出重要參數(shù)變化曲線,分析總結執(zhí)行機構動作變化規(guī)律。
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP273;TH789
【圖文】：

會的發(fā)展為輪椅提出了新的要求，爬樓越障、智能化等功能勢必出現(xiàn)。爬樓輪椅控制系統(tǒng)的發(fā)展使爬樓輪椅功能更強大，增加了自主導航、人機對話以及提供特種服務等多種功能。國外爬樓輪椅控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，視覺圖像技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、雷達導航技術等大量應用到爬樓輪椅中。歐美和日本在爬樓輪椅的研究上處于主導地位，不僅僅局限在速度調(diào)節(jié)、避障等簡單技術上，而是融合了多領域的研究成果，包括機器人視覺、機器人導航和定位、模式識別、多傳感器融合及人機接口等，機械、控制、傳感器、人工智能技術[3]。經(jīng)過 20 多年的開發(fā)，世界各國的研究者相繼開發(fā)了多種智能輪椅平臺，包括日本的 WHILL 輪椅，巴西開發(fā)的智能輪椅等。我國開展智能輪椅的研究較晚，但是也根據(jù)自己的技術優(yōu)勢和特點，開發(fā)出了有特色的智能輪椅平臺[4]，包括中科院自動化所的多模態(tài)交互智能輪椅、嵌入式智能輪椅，上海交通大學的多功能智能輪椅，中科院深圳先進技術研究院的基于頭部動作的智能輪椅等等[5]。日本的 WHILL 輪椅可以選擇兩種控制方式：一個類似鼠標的控制器或者人機工學搖桿，滿足各種人群的需求，如圖 1.1(a)(b)所示。WHILL 還配有 iPhone 伴侶 App，用戶可以用 iPhone 遙控 WHILL 或者設置控制敏感度、最大速率以及加速度等參數(shù)。

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圖 1.2 3D 鏡頭面部采集第九屆中國國際福祉博覽會上，北京信息科技大人注目，看上去和科學家霍金使用的輪椅外觀相個腦電波采集器，其通過藍牙裝置和安裝在輪椅 所示。操作者只要在腦子中想想一下向前、向后同的腦電波采集起來輸入電腦的軟件，進行記錄的腦電波是不同的，研究腦電波和動作之間的關系鐘左右的訓練后，操作者就可以用意念來控制輪椅

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本文編號：2765711