STC单片机控制的爬楼轮椅前腿机构设计与实现

“基于单片机的爬楼轮椅前腿机构控制系统研究”是一篇探讨如何利用单片机技术设计并实现爬楼轮椅前腿机构控制系统的论文。该轮椅旨在解决老年人和残疾人的出行问题，特别是在应对复杂地形如楼梯时。论文主要涵盖了控制系统的设计、硬件制作和软件编程等方面。 在系统设计之初，论文首先阐述了前腿机构在爬楼轮椅不同工作模式下的功能，包括前腿升降机构、底盘环境感知机构和前腿位姿调节机构。这些机构协同工作，确保轮椅在爬楼过程中的稳定性和安全性。通过功能分析，设计了整个控制系统的架构，考虑了轮椅的动作需求和预期功能。 在硬件设计环节，以STC单片机为核心，构建了控制板，并设计了多机通信电路、传感器应用电路和电机驱动电路。这些硬件组件是控制系统的基础，负责接收、处理和执行各种指令。 在软件层面，论文构建了控制系统的整体框架，编写了主程序和各个子程序，实现了手动模式、上位机模式和自动模式的切换。手动和上位机模式用于调试阶段，而自动模式是最终运行模式，包含了关键的运动控制程序和模糊PID控制算法，以精确控制执行机构的动作。 在实验阶段，论文对程序进行了测试，重点关注上下位机通信、传感器数据检测和执行机构的控制。测试过程中，解决了多机通信中出现的数据完整性问题和通信中断，同时也分析了传感器测量误差的原因。经过多次测试，证明了控制系统能实时响应指令，有效地将执行机构移动到目标位置，满足爬楼轮椅的爬楼动作需求。 关键词涉及轮腿式爬楼轮椅、单片机技术、前腿机构、多机通信和模糊PID控制，这些都是论文的核心研究领域和技术手段。 这篇论文深入研究了基于单片机的爬楼轮椅前腿控制系统，不仅探讨了理论设计，还通过实践验证了系统的可行性和有效性，对于推动智能轮椅技术的发展具有重要意义。