爬楼梯的自行轮椅车设计（含全套cad图纸）

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1、全套毕业设计CAD图纸加36296518目录1绪论31.1课题研究原因和意义31.1.1　课题研究的原因31.1.2　课题研究的意义31.2目前国内外研究状况31.2.1　轮组式41.2.2　履带式51.2.3　腿式61.2.4　复合式61.3目前研究中所存在问题72系统方案设计92.1系统方案确定92.2智能电动越障爬楼轮椅系统构成102.2.1底盘系统102.2.2座椅姿态调整系统152.2.3驱动控制系统163轮椅驱动模块设计183.1电机的选择183.2电机工作原理203.3电源的选择233

2、.4控制核心C8051F020233.4.1C8051FO20概述233.4.2主要性能参数243.5电机转速控制253.5.1电机转速控制原理253.5.2电机转速控制方案263.6电机驱动电路274系统控制方案设计304.1操纵杆设计304.2双电机同步控制方案324.2.1并行控制324.2.2主从控制335轮椅车控制算法设计355.1速度检测电路355.2PID控制方法365.2.1PID控制方法介绍365.2.2数字式增量PID控制算法385.2.3标准PID算法的改进395.2.4干扰的

3、抑制405.2.5PID调节器的参数整定4070全套毕业设计CAD图纸加362965186轮椅车控制模块的数学模型436.1系统运行方框图436.2系统运行原理446.3建立数学模型447软件实现507.1单片机片内的资源配置507.1.1单片机内各功能模块配置507.1.2单片机的端口配置517.2程序模块介绍517.2.1初始化模块517.2.2测速子程序537.2.3主程序567.3总程序58总结67参考文献68致谢69全套图纸加3629651870全套毕业设计CAD图纸加3629651870

4、全套毕业设计CAD图纸加362965181绪论1.1课题研究原因和意义1.1.1　课题研究的原因现今，老龄化人群以和下肢残障者在占我国总人口总数的比重愈来愈大，他们丧失了部分行动能力，更需要有人来加以帮助和护理。目前，在其中的很大一部分年老体弱者和下肢伤残者会选择轮椅作为他们的外出行动工具，而且大都需要在家人或护理人员下使用轮椅来进行活动。随着现今社会的快速发展，城市化的不断加快，楼梯和跨越路障等不断增加。然而，对于普通轮椅而言是很难跨越这种障碍，从而限制了轮椅使用者的活动范围，影响其一系列的社交生

5、活。尤其是国内城市楼房公寓，电梯并没有应用到所有的居民住宅，这给轮椅乘坐者造成诸多不便。马路沿、土坑等户外障碍同样对老年人、残障人士的出行带来了很多不便，影响了他们的正常生活。1.1.2　课题研究的意义为了解决弱势群体人群增加而给社会经济、医疗护理各方面带来的巨大压力，更好的关怀老年人、残疾人的生活，改善他们的生活质量，除了加强改善房屋和各种公共建筑设施的无障碍设计，扩大轮椅的使用范围之外，改进现有的普通轮椅，使其兼备平地行驶以及爬越楼梯障碍两种功能，成为更行之有效、立竿见影的措施。值得注意的是，最

6、近几年突发性自然灾害将导致肢体残障者的数量大幅上升。大量灾难幸存者急需轮椅等康复设备和辅助工具。因此，为了解决需求，给老年人和残疾人士提供性能优越的交通和辅助工具，解决楼梯或路障对他们生活造成的不便，同时在考虑使用者的经济所承受能力限制，研究一种价格适宜、轻便的爬楼梯轮椅具有重大的现实意义和实用价值。1.2目前国内外研究状况在爬楼梯装置的研究领域内，国外对爬楼梯装置的研究开始得相对较早，最早的专利是1892年美国的Bray发明的爬楼梯轮椅。此后，各国纷纷开始投入此项研究，其中美国、英国、德国和日本占

7、主导地位，技术相对比较成熟，且有一些产品己经投入市场使用。70全套毕业设计CAD图纸加36296518国内的研究也在近一、二十年内取得了显著成果，近年来相关专利屡见不鲜，目前国内外现有的爬楼梯装置和专利种类众多，不同的爬楼梯装置适用于不同的环境和条件，各有利弊。按照爬楼梯装置爬楼执行机构的类型，主要可归结为轮组式、履带式、腿式三类。1.2.1　轮组式轮组式的特点是每个轮组依照星形轮的方式进行运动：平地行驶时，各小轮绕各自轴线自转；爬楼梯时，各小轮一起绕中心轴公转。美国发明家DeanKamen发明的I

8、BOT（专利号：US6,443,250BI）是一种能自动调节重心的两轮组式轮椅，是单轮组爬楼装置中最具代表性的爬楼装置之一。iBOT不仅采用了比普通轮椅复杂的驱动结构，而且安装了多个感知人―轮椅重心位置的陀螺仪，控制器根据陀螺仪的信号调整重心的位置，使轮椅能够在不同路面和直立状态下保持平衡。iBOT3000己经获得FDA批准在欧美上市，售价相当于中高档轿车的价格。如下图所示:图1.1ibot实物图内蒙古民族大学物理与机电学院的苏和平等人借鉴了iBOT的爬楼方式，采用星