轮腿式爬楼轮椅控制系统设计

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1、分类号：TH-39密级：UDC：681.5编号：15-085203-11M河北工业大学硕士学位论文轮腿式爬楼轮椅控制系统设计论文作者：常宏学生类别：全日制工程硕士专业学位类别：领域名称：仪器仪表工程指导教师：曹东兴职称：教授资助基金项目：国家自然科学基金（NO.51275152）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofInstrumentScienceandTechnologyTHECONTROLSYSTEMDESIGN

2、OFLEGGEDSTAIR-CLIMBINGWHEELCHAIRbyChangHongSupervisor:Prof.CaoDongxingMarch2015ThisworksupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina.No.51275152.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研巧工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体己经发表＇的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材

3、料。对本论文所涉及的研巧工作做出贡献的其他个人或集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。｜学位论文作者签名玉．Ｉ：从日期：ｆ关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的Ｗ下规定．学校有权乂用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文．学校有权提供本学位论文全义或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学

4、位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；的戶日期：导师签名：Ｍ日期：护―中摘要随着社会的发展和科技的进步，我国面临着越来越严重的人口老龄化问题和各种事故造成的伤残问题。电动轮椅作为面向老年人和残疾人而开发的一种辅助工具应运而生。电动轮椅是一种以蓄电池为能源、通过操纵杆控制、由电动机驱动、由传感器对环境进行检测的轮椅车，而且操作简便、自主性强、运行平稳、噪声低。目前国内缺少高性能的电动轮椅产品以及有关的控制技术，国内用户很难接收国外产品高昂的价格。因此设计出一款高性能、低成本的电动轮椅控制系统成为我们

5、当前的主要研究目的。本文主要围绕电动轮椅环境感知系统进行设计。首先对电动轮椅的研究背景和国内外的研究现状做了介绍，然后通过对国内外的先进控制技术进行研究，并根据电动轮椅的功能及运动要求，设计出一套基于STC12C5A32S2单片机的电动轮椅环境感知系统。其次，对系统的各个模块进行了软硬件设计，包括电源模块、测距传感器模块、倾角传感器模块、步进电机模块及外围辅助设计模块、USART异步通信模块等，同时根据可靠性要求设计了传感器故障检测模块，自主避障模块。最后通过Proteus软件对上位机系统进行了搭建仿真，使上位机可以通

6、过传感器测量的数据对前腿的动作及座椅的位姿进行调整，同时还为座椅的调整添加了手动模式，方便用户使用。通过搭建控制系统的样机，对系统进行了模拟调试并对结果加以分析，实验结果验证了本设计的可行性，达到了预期目的。关键字：电动轮椅控制器步进电机测距传感器倾角传感器串口通信IABSTRACTWiththesocialdevelopmentandtechnologicalprogress,Chinaisfacinganincreasinglyseriousproblemofpopulationaginganddisability

7、issuescausedbyvariousaccidents.Electricwheelchair,akindofassistancetoolwhichisdevelopedfortheelderlyanddisabled,appearedwiththetideofthetimes.Theelectricwheelchairisastair-climbingtoolwhichispoweredbybattery,controlledbyjoystick,drovebymotoranddetectedbythesenso

8、r,andtheadvantagesofelectricwheelchairiseasytooperate,runningindependentlyandsmoothly,non-pollutionandlownoiseetc.Atpresent,thereisalackofhigh-performanceelectricwhee