第二章 控制系统设计总体方案 6

2。1爬楼梯轮椅机械结构图 6

2。2爬楼梯机器人运动分析 7

2。2。1平坦路面运动分析 7

2。1。1爬楼梯状态下的运动分析 8

2。1。3轮椅运动分析 11

2。2控制需求 12

2。3总体控制方案框图 12

2。4 小结 13

第三章 爬楼梯机器人控制系统的硬件设计 14

3。1人机接口模块 14

3。2核心控制器 14

3。4电机驱动模块 18

3。5速度采集模块 19

3。6小结 21

第四章 爬楼梯机器人控制系统的软件设计 22

4。1 PID算法 22

4。2 PID参数确定方法 23

4。3 PWM调速 28

4。2。1 PWM调速控制的基本原理 28

4。2。2 PWM电机调速 29

4。3小结 30

结论 31

致谢 32

附录 35

第一章 绪论

1。1轮-履变结构轮式服务机器人研究背景

随着时代的发展和人口的增多，人类的生存空间在不断的减少。在全球人口数量日益增长的今天，我们已经将生活的空间延伸到天空中，高速发展的经济为我们生活质量的提高和生活空间的扩大提供了坚实的基础。在今天，随处可见的高楼大厦已经成为城市的标志，它满足了我们对生活空间的需求，提高了我们的生活质量。在我国，我们到处都可以看见林立的高楼。在大城市中，基本上每栋楼都配有电梯，但是在很多地方由于经济的限制，并不具备安装电梯的条件，还是要依靠爬楼梯来上下楼。这样，对于许多的老年人和行动不便的残疾者来说高楼并没有提高他们的生活质量，反而给他们带来了许许多多的不便之处。例如每当要出门买东西时都要爬上爬下花费大量的时间和精力。对于那些行动有困难的人，他们的生活就会被局限在他们那个小小的“监牢”中，被四周的混凝土所拘束，限制他们与外界的交流。这些不便会给他们带了许多的问题，会严重影响他们日常的生活。在现实生活中，老年人和肢体行动不便者他们最常用的代步工具就是轮椅，轮椅是他们日常生活中的好伙伴可，借助轮椅他们可以参与社会活动和一些简单的锻炼，甚至可以帮助他们实现康复。但是目前市场只有普通轮椅和简单的电动轮椅，它们结构简单，功能单一，并不能很好的完成使用者想完成的任务，仅仅只是老年人和残疾者的代步工具。只能在室内和平坦的地面上行走，在面对斜坡和楼梯等坡度较大的地形时，普通轮椅和一般的电动轮椅就失去了最基本的功能。因此，设计一款既能爬楼梯又具有康复功能的电动轮椅就很具有现实意义。文献综述

        图1-1 市场上普通轮椅                     图1-2 市场上普通电动轮椅