人性化轮椅设计摘要电压不要超过规定限制而且在取用搬运焊接等过程中人体尽量不要直接接触管，因为在干燥环境下活动的人体电位可高达几千伏甚至上万伏，如果处理不当就可能对器件造成永久性损坏。过电压保护由于栅源阻抗很高，漏源间电压突然增加会通过极间电容耦合到栅极，使栅极绝缘击穿。若为正向栅源电压增加，还会引起误导通。为此应在栅源间并联电阻或齐那二极管约，绝对不允许开路。而漏源之间也要外加保护电路以防止开关过程中因电压的突变而产生的漏极尖峰电压损坏管子。可以采取齐那二极管钳位二极管钳位或缓冲电路等保护措施。另外，当电机因意外突然停转时，电机绕组会产生瞬间的反向高压，损坏功率管。如在系统直流母线上并联只高耐压电容。在意外停机时，母线上产生的瞬间高压会由于电容两端电压不能突变而得到抑制。过电流保护由于负载的变化可能会产生很大的冲击电流，以致超过器件的额定漏极峰值电流。在这种情况下，主回路的电流采样电阻能迅速的将电流的变化情况，通过单片机内部的转换反映到电流调节环，要求系统能在微秒级的时间内将管关断，这就需要选用的单片机有.足够快的响应速度。核心控制器件的选择基于以上对控制策略的分析与研究，本系统是个要求高速高效高可靠性的控制系统。要由个能满足这些条件的控制器来控制系统的正常运行，并希望其价位适宜，这样才能事好的使研究成果向产品化发展。因此，单片机的选型十分重要。单片机微型计算机，简称单片机，因其主要用于控制，所以又称微控制器。它在块芯片上集成了台微型计算机必需的基本功能部件，包括中央处理器只读寄存器输入输出口口，可编程定时器计数器等。单片机具有集成度高功能强结构合理抗干扰性强和指令丰富的特点，它的应用打破了传统的设计思想，原来很多用模拟电路脉冲数字电路逻辑部件来实现的功能，现在都可通过软件来完成。从年美国仙童公司生产出第块单片机开始，在短短几十年中，单片机发展迅速，由位位直到位单片机，目前位的超大规模集成电路单片机也已面世，同时性能也不断提高。目前单片机已成为工控领域军事领域及日常生活中最广泛使用的控制系统。高可靠性功能强高速度低功耗和低价位，直是衡量单片机性能的重要指标，也是单片机占领市场赖以生存的必要条件。早期单片机主要由于工艺及设计水平不高功耗高和抗干扰性能差等原因，采用较高分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。公司推出的单片机，彻底打破这种就设计格局，废除了机器周期，抛弃复杂指令计算机追求指令完备的做法采用精简指令集，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。当然这种速度上的升跃，是以高可靠性为其后盾的。在大家庭中尤为突出的是款新型高档单片机。它是基于低功耗的位单片机，芯片内部集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路，具备高档单片机系列的全部性能和特点，且其价格仅与低档单片机相当，成为高档单片机中内部接口丰富功能齐全性能价格比最好的品种。有如下特性.因为采用了先进的工精简指令集结构，所以具有足够快的运行速度，可达，是普通单片机的倍.个通道，可实现任意小于位相位和频率可调的脉宽调制输出.有个不同的独立中断源，并有特定的中断允许位，提高了系统的安全性.片内集成了较大容量的非易失性程序和数据存储器以及工作存储器，存储空间足以满足系统需要，并为系统的扩展提供了必要保证.个可编程口，可任意定义的输入输出方向驱动能力强，可直接驱动等大电流负载，且多数的口为复用口，除了作为通用数字使用外，其第二功能可作为芯片内部其他外围电路的接口.具有三个定时计数器，除了能够实现通常的定时和计数功能外，还具有捕捉比较脉宽调制输出实时时钟计数等更为强大的功能.带个位的和转换，可直接输入模拟量输出数字量.有看门狗电路，旦程序进入死循环能自动复位，保证系统工作的可靠性.有空闲省电掉电三种低功耗方式，很适合低功耗系统的要求。作为整个系统的控制核心，单片机具有的功能特点使它非常适合作为电机的调速差速控制。.系统硬件设计与实现硬件系统概述任何个控制系统都离不开软件程序赖以实现的物质基础硬件设计。由于本文所研究的系统选用单片机为控制核心，我们知道它不仅具有强大高速的运算处理能力，而且在片内集成了丰富的电机控制外围部件，这就大大简化了控制电路的硬件设计，加之采取了“硬件软化”的设计方案，使得整个控制系统的硬件设计比较简洁。控制系统主要由以下几个部分组成.核心微处理器电流采样部分，通过检测定子及直流侧电流，完成保护功能，并将电流和保护信号送至单片机.转子位置信号处理，检测转子位置，送至的中断引脚.转速给定部分，由可调电位器将转速的给定信号送到的口.其他部分，如输出，电池电量显示，电池欠压保护，故障指示电源等。我用另块单片机作为辅助设备的控制及电压速度的检测，并驱动灯在手柄上显示速度电量等轮椅的状态量。控制手柄设计人性化轮椅同其它电动轮椅样，主要通过控制手柄控制轮椅的行驶。控制手柄由电源开关行驶控制杆大灯及其远近开关转向灯喇叭开关和状态显示屏组成。人体工程学对操控装置和显示装置有着很严格的要求。手动操控装置中，按其操纵的运动方式可分为旋转式操纵器，移动式操纵器，按压式操控器。尽管操控装置的种类很多，但对它们的人体工程学要求是致的，即人性化轮椅设计摘要轿车的座椅头枕多数采用中空或中间有凹槽的设计，其流线形的设计使乘坐者的头部部分接触头枕，避免过分压迫头部神经。人性化轮椅在普通轮椅的基础上增加了头枕。头枕应用在轮椅中，不仅是增加乘坐的舒适度，也是为了防止风对乘坐者带来的影响。头部患有疾病的患者，在外出时，风对他们有很大的危害，加装头枕，并且头将枕与座椅之间的连接处由汽车座椅的两杆连接变为薄塑钢板连接，可以避免风给使用者带来的不良影响。根据人体工程学原理，为了适应不同身高的人使用，人性化轮椅的头枕可调节高度约为，并且其运动轨迹应为圆弧型。靠背设计人性化轮椅的靠背采用类似汽车座椅的靠背，可以有效的对座椅与乘坐者的身体直接接触。座椅的舒适度大小直接影响到整个轮椅舒适度。因此我们选择舒适度较高的能够满足人机工程学要求的座椅，也可以选择有的医疗按摩作用的座椅套件。座椅为可折叠的座椅，可以在不使用时节省空间，并可以方便使用者从床沙发到轮椅间的转移。这就需要轮椅的靠背从到折叠。腿托设计腿托连接在轮椅座椅最外侧，用来支撑腿部。长期乘坐轮椅，会使腿和脚产生酸痛的感觉。用腿托支撑腿部，可以减少脚承受的压力，增加乘坐的舒适性。普通轿车轮椅的座椅，都没有设计腿托。但事实上，腿托是轮椅中不可缺少的部分。根据人体工程学的要求，腿托的折叠角度应为。.支架设计普通轮椅的支架有固定式和折叠式两种。固定式结构简单，强度和刚度好折叠式折起后体积小，便于携带。人性化轮椅的支架采用固定式，目的是提高轮椅的耐用度。支架的结构设计支架用来支撑轮椅的座椅和轮，有固定和减震的作用。人性化与普通轮椅的支架类似，它普通轮椅的基础上增加了液压升降系统及其稳定装置。液压升降系统设计液压系统用来调节轮椅座椅的高度，以适应不同的使用环境，并方便使用者在轮椅与床汽车等之间的转移。此液压系是由液压泵，双作用液压缸，三位四通电磁阀，和单向阀等构成。稳压回路如图所示，溢流阀并联在定量泵出口处，并与节流阀配合使用。调节节流阀，可以调节进入系统的流量，多余的流量则经溢流阀流回油箱。系统得工作压力在之间变化，可近似认为是常数。图稳压回路РисунокПостояннтрассавозвращениянапряжениятока定压减压回路定压减压回路的作用是使执行元件的压力基本恒定。如图所示，在油缸的进油管路上安装定压减压阀。这种阀能通过节流口开口量大小而自动调节出口压力，使出口压力基本保持恒定。当出口压力因种原因如载荷减小进口压力下降等下降而低于调定压力时，节流口开口量增大，压力损失减小，出口压力回升到所调定的压力值。反之，当出口压力因种原因上升而高于调定压力时，先导阀开启溢流，节流口开口量减小，压力损失增加，使出口压力降低到原来所调定的压力值。因此，这种定压减压阀能根据出口压力的升降而自动调节，保证出口压力基本恒定。另外，该阀出口压力可用调压螺钉调节先导阀弹簧的预压缩量来设定。使用定压阀时，泄漏口应直通油箱，并要保持回液畅通。否则，回液压力的变化将影响出口压力的稳定。另外，减压阀的出口回路不能处于卸载状态，否则减压阀节流口全开，主回路建立不起压力。图定压减压回路РисунокПостоянндавлениеуменьшилотрассувозвращениядавления.液压缸的设计计算液压缸外部载荷的组成与计算液压缸在升降的过程中，主要受到座椅和乘坐者的重力作用。取座椅重量，人性化轮椅的在中能力为，即乘坐者的最大重量为。故除了外载荷，作用于活塞杆上的载荷还包括液压缸密封处的摩擦阻力，由于各种缸的密封材质和密封形式不同，密封阻力难以精确计算，般估算为式中η液压缸的机械效率，般取作用于活塞杆上的载荷液压缸内径的选择液压缸理论作用力式中活塞杆上实际作用力负载率，般取η液压缸总效率，般取η无活塞杆腔的缸筒内径式中供油压力，本系统取故选标准液压缸内径活塞杆直径式中速比，选取按标准取故此液压缸内径参数为，液压缸的流量式中液压缸有效作用面积活塞与缸体的相对速度，本系统中定为.液压泵的选择液压泵的工作压力式中液压执行元件的最大工作压力，本系统中为马达的工作压力为