魏象锋 陈棣之 张华臣 徐江陵

(武汉科技大学城市学院,湖北武汉 430083)

0 引言

中国第七次人口普查已经进入筹备阶段。根据国家人口统计局发布的人口数据,老龄人口总数由16714万增长至25388万,增加了8674万老年人口[1]。另外,随着交通的拥挤,意外事故频繁发生,残疾人数量也在急剧增加。行动有障碍却无人照顾的问题日益严重,而一个功能丰富、价格适中的智能轮椅,则会成为老年人、残疾人优秀的代步工具,具有重要意义并将产生巨大的社会效益[2]。因此,本文设计并研发了基于STM32F103单片机控制的辅助站立轮椅。该轮椅以STM32F103单片机为核心,使用者可以用右扶手的手柄操控轮椅移动,实现电机驱动的功能。利用电动推杆推动座椅靠背和座椅底板的方式,使座椅靠背与座椅底板同步上升,实现轮椅辅助站立功能。

1 总体方案设计

图1 系统硬件结构图Fig.1 System hardware structure diagram

本产品由STM32F103单片机、速度传感器、红外避障模块电机驱动模块以及推杆行程传感器组成[3]。硬件系统结构图如图1所示:

轮椅辅助站立的方式为:老人先按下站立按钮,然后推杆开始伸长,以推动座椅靠背和座椅底板的方式,使座椅底板与座椅靠背同步上升,在到达合适位置时使用者可以自行选择停止或者到达最高处时推杆会自行停止,可以毫不费劲地让使用者站起来。轮椅模型渲染图2所示:

2 系统硬件设计

2.1 速度传感器

首先设计了信号处理电路,该速度传感器VCC端接电源正极,GND端接地,VO端为输出端。传感器输出的转速信号为方波脉冲信号,它的高电平为15V,而低电平接近0。……