1。2轮-履变结构轮式服务机器人国内外研究现况

1。2。1 国外研究现况

1。2。2 国内研究现况

1。3基于轮-履变结构轮式服务机器人研究意义

普通轮椅和普通电动轮椅虽然可以给使用者作为代步工具，但是由于两者结构简单、功能单一，不能很好的为使用者提供更多服务。随着科学技术的发展，人们希望轮椅可以为使用者提供更多的服务，帮助使用者可以像正常人一样进行生活。在面对楼梯、沟槽等复杂环境时，可以在不需要他人的帮助的情况下完成，这样他们就可以像正常人一样做自己想做的事情。使用者就可以不必拘束于狭小的生活空间，从而扩大他们生活空间，提高他们的生活质量。同时，也可以加强老年人和肢体残疾者与外界的交流，防止因为缺乏与外界的交流沟通和缺乏身体锻炼而产生的一些心理和身体上疾病。此外，该服务机器人可以帮助残疾人士进行康复锻炼，提升他们的回复能力，提高他们独立生存的能力，甚至可以从事适当的工作如料理家务等。 

1。4主要研究内容

本课题是关于一种基于轮-履变结构的轮式服务机器人控制系统的设计。这种服务机器人控制系统设计的关键部分在于轮-履变结构的移动机构控制软件的设计，不仅能使机构自主识别楼梯、沟槽等不同路况，还能帮助轮椅使用者安全地较为舒适的上下楼梯，轻易地越过一些坎坷路面、宽度适宜的沟槽。在遇到不同路面环境时，移动机构能在智能控制系统的控制下以滚轮和履带两种方式进行移动，更大地提高了轮椅的移动效率和使用的安全性。此外，该轮椅式服务机器人还具有帮助残疾人士进行康复训练的功能，使用者可以在轮椅上或坐、或立、或躺，还可以做一些平时做不了的事情，比如到书架上取书等。因此，这种基于轮-履变结构的轮椅式服务机器人的研究对于提高广大残疾人士的生活质量，改善整个社会环境具有积极的意义。主要研究内容可以分为如下几个部分：

1）能够根据使用者的具体要求完成相应动作的精确快速相应，能够完成电动轮椅的基本运动；

2）保证系统的安全性和可靠性，对未能识别的路况进行预警；

3）分析并设计更加符合人体康复运动训练的控制方式，增强其推广度；

4）系统整体控制方案的设计；

5）控制系统硬件电路图；

6）控制算法研究和仿真分析；

7）控制系统参数的可调；

通过以上的设计，预计实现以下功能：来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

1) 在平坦的路面上，智能轮椅可以以轮子的形式进行运动，实现轮椅的直线行走和转弯；在上楼梯时，智能轮椅可以稳定的向上运行；

2）在上楼梯之前，履带的支撑机构可以成功的将履带展开，通过原先设定地程序调整座椅和人的重心位姿，然后调整履带的角度实现爬楼梯功能；

3）在爬楼梯过程中，根据传感器反馈的信息来调整座椅的位姿，以便爬楼梯轮椅顺利的爬上楼梯

第二章 控制系统设计总体方案

2。1爬楼梯轮椅机械结构图

在对控制系统设计之前，我们先对爬楼梯机器人的机械结构进行初步的认识，这样有利于我们对其进行具体的运动分析和功能分析，使我们的控制系统设计更加精确有效。在通过国内对于轮椅的研究和轮履结构的研究，提出了一种功能多样化和适应能力强的电动轮椅的设计。图2-1为所设计的基于轮-履变结构轮式服务机器人的整体三维造型。该设计的主体可以分为四个部分：轮履变结构的后轮、旋转机构、座椅和起支撑功能的前轮。