目前中國(guó)已進(jìn)入老齡化社會(huì),并且殘疾人數(shù)量也在逐年增加,由于老年人和殘疾人行動(dòng)不便,輪椅就成為他們有效的代步工具。隨著各國(guó)對(duì)爬樓輪椅不斷深入的研究,先后設(shè)計(jì)出了各具特色的機(jī)構(gòu),但是現(xiàn)有的電動(dòng)爬樓梯輪椅存在著一些缺陷,主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)單一,應(yīng)用場(chǎng)合不夠廣泛,在爬樓越障時(shí)操縱復(fù)雜且不平穩(wěn)。底盤機(jī)構(gòu)是輪椅平穩(wěn)安全地上下樓梯的主要輔助機(jī)構(gòu),為了使底盤機(jī)構(gòu)能夠更加準(zhǔn)確無(wú)誤并且穩(wěn)定地輔助輪椅的前腿機(jī)構(gòu)完成爬樓動(dòng)作,需要為其安裝檢測(cè)樓梯周圍環(huán)境信息的感知系統(tǒng)。所以,本課題主要圍繞爬樓輪椅的底盤感知系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,通過(guò)分析底盤機(jī)構(gòu)在輪椅爬樓過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定底盤感知系統(tǒng)的控制參數(shù),進(jìn)而對(duì)環(huán)境檢測(cè)裝置中多個(gè)傳感器的安裝位置進(jìn)行合理布置。根據(jù)輪椅完成爬樓動(dòng)作對(duì)各個(gè)功能模塊的控制要求,完成基于TMS320F2812 DSP的底盤感知系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)。其次,對(duì)底盤感知系統(tǒng)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)。其中包括傳感器檢測(cè)模塊:檢測(cè)底盤距臺(tái)階踢面和踏面距離的超聲波傳感器和紅外線傳感器,以及檢測(cè)底盤傾角和側(cè)翻角的角度傳感器;驅(qū)動(dòng)模塊:減速步進(jìn)電機(jī)以及離合器。這些模塊主要使用了DSP的AD模塊、EV事件管理器模... 

【文章來(lái)源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

法國(guó)VAHM項(xiàng)目一代

基于 DSP 的爬樓輪椅底盤感知系統(tǒng)研究.2 爬樓輪椅的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1986 年，英國(guó)開(kāi)始全球第一輛智能輪椅的研發(fā)[10]。自此之后，許多國(guó)家和機(jī)構(gòu)大了對(duì)智能爬樓輪椅的研究力度，研制出了很多不同特色的爬樓輪椅。下面介紹爬樓輪椅的研究現(xiàn)狀。1989 年，法國(guó)開(kāi)始研究 VAHM 項(xiàng)目[11-12]。在第一個(gè)研發(fā)階段中的輪椅如圖 1.1，主要是利用超聲波傳感器檢測(cè)周圍的環(huán)境信息，人機(jī)界面的顯示也可以方便人觀地了解輪椅的運(yùn)行狀態(tài)，但是功能還比較單一。在第二個(gè)研發(fā)階段，如圖 1.2，輪椅增加了避障、跟蹤目標(biāo)、沿墻走等功能，這些導(dǎo)航功能模塊主要也是依靠感知系統(tǒng)中多個(gè)傳感器對(duì)輪椅周圍環(huán)境的檢測(cè)而實(shí)現(xiàn)的。

圖 1.3 西班牙 STAMO 項(xiàng)目 圖 1.4 智能輪椅 WHEELESLEY1998 年，德國(guó)烏爾姆大學(xué)研制的智能輪椅 MAID 在實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試[17-18]，如圖，能夠自動(dòng)識(shí)別前方的障礙物和行人，當(dāng)遇到障礙物時(shí)進(jìn)行避讓繞行；當(dāng)識(shí)行人時(shí)可以語(yǔ)音提示行人進(jìn)行避讓。并且當(dāng)輪椅處于寬闊和狹窄不同的區(qū)域換不同的導(dǎo)航功能，提高了運(yùn)行的準(zhǔn)確率。輪椅 MAID 對(duì)障礙物、行人和寬識(shí)別，都是基于多傳感器組成的環(huán)境感知系統(tǒng)對(duì)周圍區(qū)域的檢測(cè)而實(shí)現(xiàn)的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[6]電動(dòng)爬樓梯輪椅平地運(yùn)動(dòng)控制器研究[D]. 王昊陽(yáng).河北工業(yè)大學(xué) 2014
[7]輪腿式輪椅上下一二階臺(tái)階運(yùn)動(dòng)仿真[D]. 雷麗竹.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[8]輪椅機(jī)器人的設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)控制研究[D]. 袁磊.南昌航空大學(xué) 2013
[9]室內(nèi)智能輪椅控制系統(tǒng)研究[D]. 蘇婷.南京師范大學(xué) 2013
[10]輪腿式輪椅傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與爬樓過(guò)程仿真[D]. 呂龍飛.河北工業(yè)大學(xué) 2013



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