助老助殘移動機器人控制系統(tǒng)設計.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。各種疾病護理與康復方面的輔助器械相繼出現(xiàn)，移動機器人也成為輔助器械醫(yī)療領(lǐng)域的一個研究熱點。其中，助老助殘移動機器人得到國內(nèi)外許多科研工作者重視，市場需求量大，具有較高的研究價值。
　　本文對人機交互方式以及電機驅(qū)動在移動機器人上的應用進行深入研究，主要研究成果如下：
　　（1）移動機器人的人機交互是整個控制系統(tǒng)運行的基礎，本文設計一

2、種基于霍爾操縱桿的人機交互模式，用于識別用戶的操作意圖并準確響應。將霍爾操縱桿的空間位置映射到二維直角坐標系并提取坐標所在位置，并對該位置信息進行矢量合成得到機器人運行所需速度和方向信息，用戶更好地操控移動機器人。
　?。?）針對兩輪電機驅(qū)動控制系統(tǒng)，為了提升機器人全方位運行的靈活性，根據(jù)機器人轉(zhuǎn)向模型引入電子差速算法，計算機器人轉(zhuǎn)向時轉(zhuǎn)動角度與內(nèi)外驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速的對應關(guān)系，確定具體運行狀態(tài)下的控制策略。
　?。?）移動機器人驅(qū)

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