内容发布更新时间 : 2024/5/19 17:02:06星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

自动循迹代步轮椅 设计说明书

机自16班

机械部分 王剑虹 2110101145 电路部分 佀昶 2110302019 软件部分 罗运运 2110101141

目录

1、概述 ...................................................................................................................................... 1 1.1总体概述 .......................................................................................................................... 2 1.2市场背景 .......................................................................................................................... 2 1.3适用人群 .......................................................................................................................... 3 2、机械部分 .............................................................................................................................. 4 2.1设计要求 .......................................................................................................................... 4 2.2具体机构设计和标准件选择 .......................................................................................... 4 2.2.1车架设计 ................................................................................................................... 4 2.2.1.1前车架设计 ........................................................................................................ 5 2.2.1.2后车架设计 ........................................................................................................ 6 2.2.2电机选择 ................................................................................................................... 6 2.2.3后轮选择 ................................................................................................................... 7 2.2.4前轮选择 ................................................................................................................... 8 2.3可靠性分析 ...................................................................................................................... 8 3、控制电路部分 ...................................................................................................................... 9 3.1主芯片选择 ...................................................................................................................... 9 3.2位置检查模块 ................................................................................................................ 12 3.3电机驱动模块选择 ........................................................................................................ 13 4．系统软件的设计 .............................................................................................................. 18 4.1应用软件的设计 ............................................................................................................ 18 4.2软件测试 ........................................................................................................................ 18 4.3电机选择 ........................................................................................................................ 20 4.4轮椅转向系统的设计 .................................................................................................... 26 4.5具体程序代码 ................................................................................................................ 28 参考文献 .................................................................................................................................. 37

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1、概述 1.1总体概述

自动循迹代步轮椅是一款辅助老人、残疾人士出行的自动循迹电动轮椅。其整体外观如图1.1所示。其设计思想是使用光电循迹原理，结合软件编程，机械控制等方法，达到自动循迹的效果。此产品设计过程中综合了机电一体化设计思想，将机械和电子有机结合起来，用电子辅助机械，使在功能不变的前提下结构尽量简单，运作可靠。产品的设计从用户角度出发，将产品设计得人性化。本产品使用电瓶作为动力，能源清洁，获取方便。车架选用钢材结构，保证强度的前提下，使结构紧凑可靠。轮胎使用实心橡胶轮胎，减震性能良好，避免用户充气的麻烦。

图1.1 自动循迹轮椅整体外观

1.2背景市场

随着能源短缺和环保需要，电动车所占的比重越来越大。相对传统机车，电动车拥有结构简单，能源清洁，重量轻，运行可靠，维修方便，价格低廉等优点。设计过程中采用了机电一体化设计思路，使机械与电子部分充分结合起来，机电一体化设计模式见图1.2。

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图1.2 机电一体化设计模式简介

近几年，电动轮椅也逐步发展起来，并且逐年改进，功能越来越完善。可见在电动轮椅这个方向是很有市场前景的。本产品在结构上对普通电动轮椅进行了优化，使结构简单，运行可靠。在功能上加入了自动循迹功能，主要使用对象是不能自主活动的老人，病人和残疾人。对比老式电动轮椅，本产品主要有以下优点：

1）、结构更加轻便、可靠；

2）、设计过程中采用了机电一体化设计思想，用电子控制机械，使功能更加齐全，结构简单；

3）、加入了自动循迹功能，特别适合用于医院，疗养院，养老院使用； 4）、电机，电瓶等部件使用标准件，维修方便，价格低廉； 1.3适用人群

本产品主打功能是自动循迹功能，即不需要外部人员和乘坐者的操作便可以循着事先规划好的路线前进，到达标准位置停下，返回等过程。适合用于医院，疗养院，养老院使用。未至于本产品时，一个护士或者工作人员只能照看一个病人，而在使用本产品后，一名护士可以同时照看多名病人。每位病人的轮椅按着事先安排好的路线前进，在病人运输，休闲散步等方面有着极大优势。相信本产品能为这些事业带来极大的方便。

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2、机械设计部分 2.1设计要求

本产品要实现的功能主要有

1）、能载人正常行走，遇到紧急情况能安全停车； 2）、给老人、病人、残疾人使用，要求避震效果好； 3）、能实现自动循迹功能； 4）、结构合理，安全可靠； 因此具体的设计要求如下：

1）、能载重80kg以上，主要受力机构应力不超过需用值，保证一定的安全系数，变形不查过许用值；

2）、通过对测得电路的分析，机械部分接受到电路部分的控制后能正确实现前进，后退，转弯，停车等功能；

3）、有良好避震功能；

4）、为方便携带和搬运，重量不超过70kg； 2.2具体机构设计和标准件选择 2.2.1车架设计

为达到良好的避震效果，车架分为前后两个部分，前后两车架使用螺栓和减震机构进行连接。连接情况如图1.3所示。

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