爬楼梯自行轮椅车设计摘要改变电枢回路电阻。对于要求在定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。改变电阻只能有级调速减弱磁通虽然能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，在基速即电机额定转速以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。电机转速控制方案由上可得电机直流调速系统往往以调压调速为主,电压可采用模拟电路实现.即通过改变电路中的电阻可得到可连续变化的可调电压也可通过数字电路实现,即通过波来实现。模拟电路法功耗大，且对于精确控制来说非常困难。固般均采用驱动法。驱动原理是就是直流斩波原理，利用大功率晶体管的开关特性来调制固定电压的直流电源。按个固定的频率来接通和关断，并根据需要改变个周期内“接通”和“断开”时间的长短，通过改变直流电动机电枢上的占空比来改变平均电压的大小，从而控制电机的转速。因此，这种装置又称为“开关驱动装置”。输出波形如图.所示，周期为，个周期内的导通时间为，则加在电机两端的平均电压为其中，称为占空比，为电源电压。图.原理图直流电机的转速与电机两端电压成正比，而电机两端的平均电压与控制波形的占空比成正比，占空比越大，电机转得越快，当占空比为时，加在电机两端的平均电压最大，电机转速也就最大。.电机驱动电路单片机虽然可以输出波，但其输出功率太小，无法满足电机工作的需求，固要有功率放大器，般功率放大器都是有管或来放大，而这些分立元件组合起来就是个完整的功率放大器。现代电子技术是朝着高度集成化方向发展的，由于这些功率放大器在生产生活中引用广泛，尤其是电机的普遍应用，所以市场上有专门的针对电机的功率放大芯片。本文选择的是智能功率芯片。其资料如下是家族三个独立的芯片的部分是型通道的高电位场效应晶体管，二是个型通道的低电位场效应晶体管，结合个驱动晶片,形成个完全整合的高电流半桥。所有三个芯片是安装在个共同的引线框,利用芯片对芯片和芯片芯片技术。电源开关应用垂直场效应管技术来确保最佳的阻态。由于型通道的高电位开关，需要个电荷泵消除电磁干扰。通过驱动集成技术，逻辑电平输入电流取样诊断转换速率调整器，失效发生时间防止欠电压过电流短路结构轻易地连接到个微处理器上。可结合其他的形成全桥和三相驱动结构。图框如下图.图框引脚的定义和功能表.引脚的定义和功能以下是其驱动电机的应用实例图.驱动电机电路综上所述，我们可得出系统硬件的系统框图为图.系统硬件框图系统控制方案设计.操纵杆设计方案速度的给定由用户通过操纵杆来实现。操纵杆输出两路相互垂直的模拟信号，来实现控制轮椅运动的方向和速度，如图所示图.操纵杆输出信号分解在上图中，操纵杆搬动的方向和倾斜的程度分解为和两路互相垂直的信号输出在图中，轮椅运动的方向由方向的速度分量和方向的速度分量适量合成。设左，右轮的转速分别为则易知为两轮的差模分量，为两轮转速的共模分量。，按照下面的算法建立联系式中,为和方向的控制灵敏系数值越大，对相应通道的操纵杆输出信号的检测就越灵敏。通过适当配置,就能获得满意的操纵性能。是由速度挡设定的爬楼梯自行轮椅车设计摘要的历史，成果也较多，但是它们大多结构复杂造价昂贵，远远超出了发展中国家人民的经济承受能力。国内的研究相对较晚，虽然也诞生了很多专利，但由于受到体积重量稳定性及安全性的限制，还没有产品真正投入使用。由此可见，为了解决移动轮椅使用受限的问题，同时考虑到我国使用者的经济承受能力，需要研究种价格低廉功能多样的爬楼梯装置。本装置作为面向老年人和残疾人的服务型机构，作者认为其设计思想必须从以下几个性能出发平地楼梯两用平地行驶效率高，操作方便简单爬楼时重心波动缓和，稳定性好不平坦地形下对系统的重心作适时调节，避免车体倾斜给使用者带来恐惧上下楼时符合日常运动习惯，避免反向上楼给乘坐者带来不便轮椅结构尽量简单，造价低廉。为了满足上述要求，本文给出了种结构紧凑爬楼重心波动较小正面上楼的平地楼梯两用助行装置，并对其控制部分进行了详细的论述。系统方案设计.系统方案确定通过综合分析，各机构特点如下表所示表.爬楼机构特点总结移动机构方式轮式履带式腿式移动速度快较快慢越障能力差般好机构复杂程度简单般复杂能耗量小较小大机构控制难易程度易般复杂本设计确定采用爬楼梯优势较强的轮式机构。本论文采用的行星轮式爬楼梯轮椅的整体结构,行星轮结构在前进过程中通过中心轴驱动中心轮带动行星轮从而带动轮椅前迸,通过翻转电机带动行星架实现爬楼梯动作。该种结构的优点有平顺的行驶能力。轮椅小车在平地行驶时，由于其结构上的特点，任意时刻都有两个小车轮接地，利用轮组的定轴轮系传递动力，使小车轮快速的前进，其效率与普通轮式驱动车辆相同。当遇到可跨越的障碍时，轮组通过形星轮系翻滚前进。可靠的上下楼梯能力。轮椅小车上下楼梯时，小车轮驱动电机停止，形星轮减速器及蜗轮蜗杆式大减速比装置形成自锁功能，使轮辐电机驱动轮组翻滚时，轮组中心齿轮不转动。这使得在上下楼梯过程中，小车轮不会发生滚动，使得运动方位的控制得到精确的保证。这优点对小车下楼梯控制尤其重要。控制方式容易实现。任意时刻轮椅车体左边车轮组着地小车轮和右边轮组着地小轮分别具有相同的转速，这样就能准确控制移动轮椅的行走状态。由电动机调速控制器来实现轮椅的转弯直线前进爬楼前进三个基本运动单元，所需的转弯半径即为车身宽度。.智能电动越障爬楼轮椅系统构成智能电动越障爬楼轮椅从整体上可以分为电气与机械两个部分，机械部分主要由底盘系统与座椅调节系统构成，电气部分主要由底盘驱动控制系统与座椅姿态检测调整系统构成。该系统结构如图.所示图.智能电动越障爬楼轮椅系统结构图底盘系统爬楼底盘系统釆用了创星的行星轮机构作前轮驱动行走，万向轮引导轮作为后轮辅助行走。该系统可实现平地行走和越障爬楼的功能，对崎岖的路面具有较好的适应能力。根据.,可知般楼梯每阶髙度为,最小楼梯坡度为,容许误差为见下图。所有楼梯的梯级突边都在由两个相距倾斜角度与楼梯坡度相同的平行平面所形成的区域内。图.标准楼梯结构图可画出爬楼底盘运动效果如图.所示图.爬楼底盘运动效果下图为行星轮系结构图图.行星轮系结构图行星轮结构由周转轮系的演化结构来实现。下图.是周转轮系的结构简图。图.周转轮系的结构简图万向轮由于受到轮胎直径的影响，在水平作用力推动的情况下只能翻爬小于轮胎半径的台阶或楼梯。在翻越楼梯及障碍的过程中采用中.纯的万向轮结构不仅会产生阻力，而且在翻爬楼梯时会产生较大的冲击。在使用创新的引导轮结构与万向轮相配合后，