目前中國已進(jìn)入老齡化社會,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不便,輪椅就成為他們有效的代步工具。隨著各國對爬樓輪椅不斷深入的研究,先后設(shè)計出了各具特色的機(jī)構(gòu),但是現(xiàn)有的電動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)用場合不夠廣泛,在爬樓越障時操縱復(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)確無誤并且穩(wěn)定地輔助輪椅的前腿機(jī)構(gòu)完成爬樓動作,需要為其安裝檢測樓梯周圍環(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,通過分析底盤機(jī)構(gòu)在輪椅爬樓過程中的運動狀態(tài),確定底盤感知系統(tǒng)的控制參數(shù),進(jìn)而對環(huán)境檢測裝置中多個傳感器的安裝位置進(jìn)行合理布置。根據(jù)輪椅完成爬樓動作對各個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。其次,對底盤感知系統(tǒng)的各個功能模塊進(jìn)行軟硬件設(shè)計。其中包括傳感器檢測模塊:檢測底盤距臺階踢面和踏面距離的超聲波傳感器和紅外線傳感器,以及檢測底盤傾角和側(cè)翻角的角度傳感器;驅(qū)動模塊: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... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學(xué)天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

法國VAHM項目一代

基于 DSP 的爬樓輪椅底盤感知系統(tǒng)研究.2 爬樓輪椅的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1986 年，英國開始全球第一輛智能輪椅的研發(fā)[10]。自此之后，許多國家和機(jī)構(gòu)大了對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，法國開始研究 VAHM 項目[11-12]。在第一個研發(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行狀態(tài)，但是功能還比較單一。在第二個研發(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)中多個傳感器對輪椅周圍環(huán)境的檢測而實現(xiàn)的。

圖 1.3 西班牙 STAMO 項目 圖 1.4 智能輪椅 WHEELESLEY1998 年，德國烏爾姆大學(xué)研制的智能輪椅 MAID 在實地現(xiàn)場測試[17-18]，如圖，能夠自動識別前方的障礙物和行人，當(dāng)遇到障礙物時進(jìn)行避讓繞行；當(dāng)識行人時可以語音提示行人進(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，提高了運行的準(zhǔn)確率。輪椅 MAID 對障礙物、行人和寬識別，都是基于多傳感器組成的環(huán)境感知系統(tǒng)對周圍區(qū)域的檢測而實現(xiàn)的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]從新國情到新國策:積極應(yīng)對人口老齡化的戰(zhàn)略思考[J]. 陸杰華,郭冉.  國家行政學(xué)院學(xué)報. 2016(05)
[2]我國老年殘疾人口發(fā)展趨勢預(yù)測及養(yǎng)老服務(wù)研究[J]. 徐宏,郝濤,郝祥如.  海南大學(xué)學(xué)報(人文社會科學(xué)版). 2015(05)
[3]基于陀螺儀與加速度計的二輪自平衡控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 孟騰,章政.  傳感器與微系統(tǒng). 2014(10)
[4]基于最小二乘法的曲線擬合及其在Matlab中的應(yīng)用[J]. 徐亦唐.  電子世界. 2013(10)
[5]一種改進(jìn)的中值濾波方法[J]. 袁勇,張固瀾.  成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(02)
[6]具有溫度補(bǔ)償功能的超聲波測距系統(tǒng)設(shè)計[J]. 蘭羽.  電子測量技術(shù). 2013(02)
[7]基于最小二乘法的曲線擬合研究[J]. 陳良波,鄭亞青.  無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2012(05)
[8]基于MEMS陀螺儀和加速度計的動態(tài)傾角傳感器[J]. 張杰.  機(jī)械設(shè)計與制造. 2012(09)
[9]MEMS陀螺儀零位誤差分析與處理[J]. 陳旭光,楊平,陳意.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2012(05)
[10]一種新型的二維PID模糊控制器[J]. 李慶春,沈德耀.  控制工程. 2011(04)

碩士論文
[1]智能輪椅檢測與控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 吳雪堂.沈陽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]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(xué) 2015
[3]多功能智能輪椅的研究[D]. 雷雙雙.華南理工大學(xué) 2014
[4]室內(nèi)智能輪椅自動避障系統(tǒng)研究[D]. 周晶.南京師范大學(xué) 2014
[5]輪腿式爬樓輪椅越障和過溝過程的運動仿真[D]. 孫志坤.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[6]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(xué) 2014
[7]輪腿式輪椅上下一二階臺階運動仿真[D]. 雷麗竹.河北工業(yè)大學(xué) 2014
[8]輪椅機(jī)器人的設(shè)計及運動控制研究[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]輪腿式輪椅傳動系統(tǒng)設(shè)計與爬樓過程仿真[D]. 呂龍飛.河北工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3419794