助老助殘移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，隨著醫(yī)療衛(wèi)生、生物醫(yī)藥技術(shù)條件的不斷進(jìn)步，人們更加關(guān)注殘障人士和年老體弱者的生活質(zhì)量。各種疾病護(hù)理與康復(fù)方面的輔助器械相繼出現(xiàn)，移動(dòng)機(jī)器人也成為輔助器械醫(yī)療領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中，助老助殘移動(dòng)機(jī)器人得到國內(nèi)外許多科研工作者重視，市場(chǎng)需求量大，具有較高的研究?jī)r(jià)值。
　　本文對(duì)人機(jī)交互方式以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)在移動(dòng)機(jī)器人上的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，主要研究成果如下：
　?。?）移動(dòng)機(jī)器人的人機(jī)交互是整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，本文設(shè)計(jì)一

2、種基于霍爾操縱桿的人機(jī)交互模式，用于識(shí)別用戶的操作意圖并準(zhǔn)確響應(yīng)。將霍爾操縱桿的空間位置映射到二維直角坐標(biāo)系并提取坐標(biāo)所在位置，并對(duì)該位置信息進(jìn)行矢量合成得到機(jī)器人運(yùn)行所需速度和方向信息，用戶更好地操控移動(dòng)機(jī)器人。
　?。?）針對(duì)兩輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，為了提升機(jī)器人全方位運(yùn)行的靈活性，根據(jù)機(jī)器人轉(zhuǎn)向模型引入電子差速算法，計(jì)算機(jī)器人轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)角度與內(nèi)外驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定具體運(yùn)行狀態(tài)下的控制策略。
　?。?）移動(dòng)機(jī)器人驅(qū)

3、動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和舒適性是系統(tǒng)運(yùn)行的重要指標(biāo)，由于移動(dòng)機(jī)器人在轉(zhuǎn)向切換時(shí)加速度容易產(chǎn)生突變。本文采用最小二乘法優(yōu)化電機(jī)速度特性曲線，使得機(jī)器人運(yùn)行過程更加順暢，保證系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性。
　　（4）開發(fā)了移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)：主要包括人機(jī)交互系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)兩部分。以單片機(jī)STM8S903為微處理器，完成基于操縱桿的人機(jī)交互系統(tǒng)設(shè)計(jì)；以TMS320F28335為控制核心，完成驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。人機(jī)交互系統(tǒng)采集操縱桿的位置信息和按鍵的