本文關(guān)鍵詞：輪腿式爬樓輪椅控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 電動輪椅控制器 步進(jìn)電機(jī) 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(jìn)步,我國面臨著越來越嚴(yán)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(yùn)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(jī)驅(qū)動、由傳感器對環(huán)境進(jìn)行檢測的輪椅車,而且操作簡便、自主性強(qiáng)、運(yùn)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(jià)格。因此設(shè)計(jì)出一款高性能、低成本的電動輪椅控制系統(tǒng)成為我們當(dāng)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(jìn)行設(shè)計(jì)。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(jìn)控制技術(shù)進(jìn)行研究,并根據(jù)電動輪椅的功能及運(yùn)動要求,設(shè)計(jì)出一套基于STC12C5A32S2單片機(jī)的電動輪椅環(huán)境感知系統(tǒng)。其次,對系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),包括電源模塊、測距傳感器模塊、傾角傳感器模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊及外圍輔助設(shè)計(jì)模塊、USART異步通信模塊等,同時(shí)根據(jù)可靠性要求設(shè)計(jì)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(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了搭建仿真,使上位機(jī)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(jìn)行調(diào)整,同時(shí)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(jī),對系統(tǒng)進(jìn)行了模擬調(diào)試并對結(jié)果加以分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的可行性,達(dá)到了預(yù)期目的。
【關(guān)鍵詞】：電動輪椅控制器 步進(jìn)電機(jī) 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(jì)16-30
• 2.1 電動輪椅的功能與運(yùn)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(jìn)電機(jī)23-25
• 2.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)30-40
• 3.1 電源模塊30-31
• 3.2 單片機(jī)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(jī)模塊37-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第四章 基于STC單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)40-56
• 4.1 STC12系列單片機(jī)開發(fā)及調(diào)試工具40
• 4.2 主程序設(shè)計(jì)及流程圖40-42
• 4.3 傳感器模塊設(shè)計(jì)42-50
• 4.3.1 A/D模塊軟件設(shè)計(jì)42-47
• 4.3.2 超聲波模塊軟件設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.3 中位值平均濾波法數(shù)字濾波49-50
• 4.4 電機(jī)PID控制模塊設(shè)計(jì)50-52
• 4.5 串行通信模塊設(shè)計(jì)52
• 4.6 輪椅動作模塊52-53
• 4.7 本章小結(jié)53-56
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及誤差分析56-62
• 5.1 電動輪椅控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺56-57
• 5.2 距離檢測相關(guān)試驗(yàn)57-59
• 5.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析59-60
• 5.4 上位機(jī)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(xiàn)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(xiàn)】

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本文編號：1037427