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          基于SPCE061A的智能輪椅避障控制系統(tǒng)的設(shè)計

          作者: 時間:2009-05-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          O 引 言
          全世界人口老齡化進程正在加快,今后50年內(nèi),60歲以上的人口比例預計將會翻一番,由于各種災難和疾病造成的殘障人士也逐年增加,他們存在不同程度的能力喪失。如行走、視力、動手及語言等。為了給老年人和殘障人士提供性能優(yōu)越的代步工具,幫助他們提高行動自由度及重新融人社會,將機器人技術(shù)應用于電動被提了出來。又稱輪椅式移動機器人??梢造`活是輪椅智能化的一個重要體現(xiàn)。
          就是指機器人根據(jù)獲得的障礙物信息,做出相應的決策。本課題采用獲取機器人外部障礙物信息,再把障礙物信息傳給上位機,由上位機根據(jù)得到的障礙物信息做出相應的避障決策。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/173755.htm


          1 智能輪椅自主避障硬件
          智能輪椅自主避障系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括多路超聲波測距模塊、微處理器模塊、D/A驅(qū)動模塊、電源模塊,如圖1所示。

          1.1 多路超聲波測距模塊
          本智能輪椅自主避障系統(tǒng)采用測量障礙物的距離,工作時,由61通過三路信號線選通多路模擬開關(guān),由多路模擬開關(guān)負責每一路的通斷。每一路超聲波傳感器工作時,都由61的IOB9口發(fā)射出頻率為40 kHz,幅值為5 V的矩形脈沖信號,經(jīng)過信號放大電路,變成穩(wěn)定的12 V矩形脈沖信號,由超聲波發(fā)射換能器發(fā)射出超聲波。超聲波遇到障礙物返回,由超聲波接收換能器接收,經(jīng)過信號濾波放大集成電路,觸發(fā)61中斷。由61單片機計算渡越時間,從而計算出障礙物的距離,總體結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

          1.2 微處理器模塊
          選用臺灣凌陽16位單片機作為系統(tǒng)的核心,主要包括通用I/O端口、定時器/計數(shù)器、A/D、D/A、串行設(shè)備輸入輸出、通用異步串行接口、低電壓監(jiān)測和低電壓復位等部分,并且內(nèi)置了在線仿真電路ICE接口,具有體積小、集成度高、可靠性好且易于擴展,較強的中斷處理能力,高性能價格比,功能強、效率高的指令系統(tǒng),低功耗、低電壓等特點。采用SPCE061A作為機器人系統(tǒng)的核心部件,由61單片機處理障礙物數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)數(shù)據(jù)信息做出相應的避障決策。使智能輪椅靈活避障。
          1.3 D/A驅(qū)動模塊
          系統(tǒng)采用直流永磁電動機DG一168A左右配對分別來驅(qū)動輪椅左右輪,左、右配對使用DG一168系列具有機械性能好、過載能力大、平衡性好、調(diào)速性寬闊平滑、噪音低之優(yōu)點。DG一168A電機功率為168W,使用電壓為24 V。買回來的電動輪椅本身自帶手柄控制,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),手柄部分共六條線,紅、黑、黃、褐、蘭、白,輸出四路信號。黃、褐兩路控制輪椅前進后退;蘭、白兩路控制輪椅左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)(如表1所示)。每兩路的電壓加起來要等于5V,當黃線電冶高于褐線電壓時,輪椅前進;反之輪椅后退,同理,蘭線電壓高于白線電壓時右轉(zhuǎn);反之左轉(zhuǎn)。


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