基于DSP和ARM的智能越障爬樓輪椅驅(qū)動控制系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、爬樓輪椅是一種以蓄電池為動力，實現(xiàn)載人上下樓梯功能的無障礙設(shè)備，它不僅是肢體傷殘者的代步工具和康復(fù)的重要工具，更重要的是能使他們借助于輪椅進(jìn)行日常生活中的身體鍛煉和參與社會活動，促進(jìn)他們的身心健康。
　　本文分析了目前爬樓輪椅的研究情況，根據(jù)GB12296電動輪椅車國家標(biāo)準(zhǔn)和具體安全要求設(shè)定了爬樓輪椅的運(yùn)動參數(shù)，并借鑒IBOT的爬樓機(jī)構(gòu)的簡化模式，確定了采用雙聯(lián)行星輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行爬樓輪椅的設(shè)計的總體方案。本文首先分析了雙聯(lián)行星輪機(jī)構(gòu)的

2、爬樓原理，通過建立爬樓輪椅的動力學(xué)模型，計算了輪椅系統(tǒng)的整體尺寸，并對使用功率進(jìn)行了估算。出于對爬樓過程安全性的考慮，本文引入了阻翻能量裕量概念，討論爬升機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)特性。完成了智能爬樓輪椅驅(qū)動控制系統(tǒng)的硬件平臺搭建。硬件平臺采用意法半導(dǎo)體公司的STM32微處理器為主控芯片，配以美國德州儀器公司的 DSP TMS320F2812專用數(shù)字信號處理芯片，通過ARM+DSP的處理架構(gòu)，實現(xiàn)對輪椅運(yùn)動過程的姿態(tài)、速度等參數(shù)的實時高效檢測和控制。詳

3、細(xì)介紹了各功能模塊的電路設(shè)計，包括電源電路設(shè)計、復(fù)位電路設(shè)計、時鐘電路設(shè)計和CAN總線的通信電路設(shè)計等。重點對爬樓電機(jī)控制進(jìn)行了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了爬樓電機(jī)的速度-電流閉環(huán)控制。介紹了多傳感器信息融合技術(shù)與智能交互系統(tǒng)。設(shè)計了爬樓過程中的傳感器系統(tǒng)，研究了輪椅測距模塊基于模糊推理原理的多傳感器信息融合方法結(jié)合爬樓輪椅的設(shè)計需求，機(jī)械原理和控制要求等，完成了基于ARM+DSP嵌入式技術(shù)的爬樓輪椅驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究開發(fā)，并進(jìn)行了