輔助站立輪椅的結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制技術(shù)研究
發(fā)布時間：2021-01-09 20:19
隨著人口老齡化程度的不斷加劇和殘疾人口數(shù)量的不斷擴大,電動輪椅作為這些特殊群體的代步工具得到了迅速的發(fā)展和應用。本文針對這些特殊群體站立困難的問題,設(shè)計了可以輔助站立的智能輪椅,并對智能輪椅的電機控制和避障控制技術(shù)進行了研究。本文主要完成了以下內(nèi)容:首先根據(jù)成年人身體尺寸和電動輪椅的國家標準,利用Adams中的Design Evaluation Tools模塊功能,完成了輔助站立輪椅結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計,減小了電動推桿的推力。完成了三維建模,確定了輪椅的轉(zhuǎn)向方案為差速輪轉(zhuǎn)向,并對輪椅平地行駛的運動狀態(tài)進行了分析。其次利用五次多項式插值法規(guī)劃了座椅支架和椅背支架運動時的角度、角速度及角加速度變化,確保了輪椅在進行站立位姿變換時的平穩(wěn)性。采用復數(shù)向量法建立了運動學模型,得到了位姿變換時機構(gòu)的位置變化和電動推桿的變化量。采用牛頓-歐拉迭代法和力系平衡方程建立了動力學模型,得到了電動推桿的推力變化。通過Adams進行運動學和動力學仿真,驗證了理論分析結(jié)果的正確性。然后設(shè)計了交叉概率和變異概率能自適應變化的遺傳算法,以直流電動機的數(shù)學模型為控制對象,求解出了PID控制器的參數(shù)值。在MATLAB Sim...
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
VAHM輪椅1996年西班牙設(shè)計出了SIAMO智能輪椅，如圖1-2所示
圖 1-1 VAHM 輪椅計出了 SIAMO 智能輪椅，如圖 1-2 所示添加了多種人機交互方式。除卻機械結(jié)構(gòu)分別是傳感器部分、運動控制部分、人機時刻輪椅周圍的環(huán)境狀況，為高級控制作方式，在低級控制下只能使用操作桿進行所感知的環(huán)境信息由輪椅自動進行控制。括頭部控制、呼吸控制等。SIAMO 輪椅指明了方向。
圖 1-3 Wheelesley 輪椅設(shè)計了能夠準確識別環(huán)境信息的 MA檢測到前面的靜態(tài)或動態(tài)障礙物，然撞。該智能輪椅能在擁擠的人群環(huán)境錄，可以說具有非常優(yōu)秀的避障能力時，在向前行進時會首先檢測前面可不同的運動反饋，由此來避開障礙物
【參考文獻】：
期刊論文
[1]關(guān)愛設(shè)計在電動代步工具中的體現(xiàn)[J]. 楊劍威. 設(shè)計. 2017(03)
[2]關(guān)于我國人口老齡化的觀點綜述[J]. 李靖. 經(jīng)濟研究參考. 2016(30)
[3]通用和修正D-H法在運動學建模中的應用分析[J]. 呂永軍,劉峰,鄭飂默,孫一蘭. 計算機系統(tǒng)應用. 2016(05)
[4]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預測模型的建立及應用[J]. 喻寶祿,段迅,吳云. 計算機與數(shù)字工程. 2016(03)
[5]基于改進遺傳算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計算機測量與控制. 2016(01)
[6]模糊控制的現(xiàn)狀與工程應用關(guān)鍵問題研究[J]. 孫靈芳,董學曼,姜其鋒. 化工自動化及儀表. 2016(01)
[7]淺析步進電機的選擇計算方法[J]. 張瑞芹. 技術(shù)與市場. 2014(04)
[8]有刷直流電機的數(shù)學模型及參數(shù)測量方法[J]. 金國強. 大學物理. 2014(01)
[9]淺談ADAMS軟件應用[J]. 沐影. 電子世界. 2013(24)
[10]多傳感器信息融合伺服的移動機器人快速跟隨[J]. 周霞,何建忠,王寶磊. 計算機工程與設(shè)計. 2013(06)
博士論文
[1]移動機器人的路徑規(guī)劃與定位技術(shù)研究[D]. 張琦.哈爾濱工業(yè)大學 2014
碩士論文
[1]室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃與定位研究[D]. 陳鴻旭.重慶郵電大學 2016
[2]起豎翻轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[D]. 王沖.燕山大學 2016
[3]基于脊椎障礙的老年人坐椅設(shè)計研究[D]. 楊娟.中南林業(yè)科技大學 2015
[4]基于多傳感器信息融合的智能輪椅避障及運動控制研究[D]. 劉釗.北京工業(yè)大學 2015
[5]多功能護理床的創(chuàng)新設(shè)計與運動動力研究[D]. 劉方圓.山東理工大學 2015
[6]面向老人的智能輪椅的研究[D]. 王宇.蘇州大學 2015
[7]多功能智能輪椅的研究[D]. 雷雙雙.華南理工大學 2014
[8]電動爬樓梯輪椅平地運動控制器研究[D]. 王昊陽.河北工業(yè)大學 2014
[9]改進遺傳算法及其在PID控制器參數(shù)優(yōu)化中的應用[D]. 王茂林.吉林大學 2011
[10]移動機器人路徑規(guī)劃及其控制策略的研究[D]. 朱俊.西南大學 2010
本文編號：2967331
【文章來源】：燕山大學河北省
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
VAHM輪椅1996年西班牙設(shè)計出了SIAMO智能輪椅，如圖1-2所示
圖 1-1 VAHM 輪椅計出了 SIAMO 智能輪椅，如圖 1-2 所示添加了多種人機交互方式。除卻機械結(jié)構(gòu)分別是傳感器部分、運動控制部分、人機時刻輪椅周圍的環(huán)境狀況，為高級控制作方式，在低級控制下只能使用操作桿進行所感知的環(huán)境信息由輪椅自動進行控制。括頭部控制、呼吸控制等。SIAMO 輪椅指明了方向。
圖 1-3 Wheelesley 輪椅設(shè)計了能夠準確識別環(huán)境信息的 MA檢測到前面的靜態(tài)或動態(tài)障礙物，然撞。該智能輪椅能在擁擠的人群環(huán)境錄，可以說具有非常優(yōu)秀的避障能力時，在向前行進時會首先檢測前面可不同的運動反饋，由此來避開障礙物
【參考文獻】：
期刊論文
[1]關(guān)愛設(shè)計在電動代步工具中的體現(xiàn)[J]. 楊劍威. 設(shè)計. 2017(03)
[2]關(guān)于我國人口老齡化的觀點綜述[J]. 李靖. 經(jīng)濟研究參考. 2016(30)
[3]通用和修正D-H法在運動學建模中的應用分析[J]. 呂永軍,劉峰,鄭飂默,孫一蘭. 計算機系統(tǒng)應用. 2016(05)
[4]BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)預測模型的建立及應用[J]. 喻寶祿,段迅,吳云. 計算機與數(shù)字工程. 2016(03)
[5]基于改進遺傳算法的移動機器人路徑規(guī)劃[J]. 張毅,代恩燦,羅元. 計算機測量與控制. 2016(01)
[6]模糊控制的現(xiàn)狀與工程應用關(guān)鍵問題研究[J]. 孫靈芳,董學曼,姜其鋒. 化工自動化及儀表. 2016(01)
[7]淺析步進電機的選擇計算方法[J]. 張瑞芹. 技術(shù)與市場. 2014(04)
[8]有刷直流電機的數(shù)學模型及參數(shù)測量方法[J]. 金國強. 大學物理. 2014(01)
[9]淺談ADAMS軟件應用[J]. 沐影. 電子世界. 2013(24)
[10]多傳感器信息融合伺服的移動機器人快速跟隨[J]. 周霞,何建忠,王寶磊. 計算機工程與設(shè)計. 2013(06)
博士論文
[1]移動機器人的路徑規(guī)劃與定位技術(shù)研究[D]. 張琦.哈爾濱工業(yè)大學 2014
碩士論文
[1]室內(nèi)移動機器人路徑規(guī)劃與定位研究[D]. 陳鴻旭.重慶郵電大學 2016
[2]起豎翻轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計與研究[D]. 王沖.燕山大學 2016
[3]基于脊椎障礙的老年人坐椅設(shè)計研究[D]. 楊娟.中南林業(yè)科技大學 2015
[4]基于多傳感器信息融合的智能輪椅避障及運動控制研究[D]. 劉釗.北京工業(yè)大學 2015
[5]多功能護理床的創(chuàng)新設(shè)計與運動動力研究[D]. 劉方圓.山東理工大學 2015
[6]面向老人的智能輪椅的研究[D]. 王宇.蘇州大學 2015
[7]多功能智能輪椅的研究[D]. 雷雙雙.華南理工大學 2014
[8]電動爬樓梯輪椅平地運動控制器研究[D]. 王昊陽.河北工業(yè)大學 2014
[9]改進遺傳算法及其在PID控制器參數(shù)優(yōu)化中的應用[D]. 王茂林.吉林大學 2011
[10]移動機器人路徑規(guī)劃及其控制策略的研究[D]. 朱俊.西南大學 2010
本文編號：2967331
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