【正文】 ，為了實現(xiàn)椅子前進(jìn)、停止、后退的需要，使用者按下啟動按鈕，直流電機(jī)便用電，由于直流電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩較大，能夠帶負(fù)載啟動。當(dāng)使用者按下停止按鈕時，一方面，單片機(jī)將NRF24L01模塊發(fā)送的無線信號進(jìn)行處理，輸出對應(yīng)的占空比，使直流電機(jī)的兩端電壓變負(fù)，實現(xiàn)反接制動，另一方面，為了更有效地使電機(jī)停止，外加機(jī)械抱閘自鎖，確保電機(jī)在更短的時間內(nèi)實現(xiàn)停止。本項目我們采用由CMOS管構(gòu)成的全橋斬波器模型，如圖8（2），采用雙極性PWM控制方式。通過單片機(jī)控制占空比，間接改變開關(guān)狀態(tài)，從而精確調(diào)整電動機(jī)轉(zhuǎn)速。如圖，用電感L電阻R和電動勢E模擬電機(jī)的電氣特性。由電機(jī)電樞的電壓方程： (1) (2) (3)已知電機(jī)的運動狀態(tài)有兩個重要的參數(shù)：轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。根據(jù)上述公式可知電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由電機(jī)兩端的電壓和電流方向決定。所以該全橋斬波器應(yīng)具有能調(diào)節(jié)輸出電壓的大小并且又能改變電流方向的電氣特點。利用PSIM軟件，并利用該軟件的仿真功能，得出下面四個不同占空比下的輸出電壓和電流關(guān)系。 全橋斬波器 輸出電壓平均值15V輸出電流1A 輸出電壓平均值9V輸出電流1A 輸出電壓平均值15V輸出電流9A 輸出電壓平均值9V輸出電流1A利用該軟件可以得出已知的全橋斬波器能有效的調(diào)節(jié)電機(jī)兩端的電壓和電流方向。因為全橋斬波器能工作在電壓電流均可逆，且電壓幅值可調(diào)的工作特性。 根據(jù)上面我們對電機(jī)驅(qū)動電路的分析，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的所需要的工作狀態(tài)的電壓與電流。但是其中一個最關(guān)鍵的技術(shù)是如何產(chǎn)生所需的占空比的控制裝置。本項目利用單片機(jī)產(chǎn)生控制PWM信號發(fā)生電路，利用所產(chǎn)生的PWM信號來控制電機(jī)的調(diào)速和正反轉(zhuǎn)。 單片機(jī)控制的電機(jī)的電路圖鑒于無線模塊較為復(fù)雜，本裝置采用購買集成模塊NRF24L01，該模塊具有功耗低，高速率，多頻點，并且兼容性好，NRF24L01的SPI接口可以直接與單片機(jī)的硬件SPI口連接或利用單片機(jī)I/O口進(jìn)行模擬，內(nèi)部有FIFO可以與各種高低速微處理器接口，便于使用低成本單片機(jī)。NRF24L01的無線收發(fā)器功率放大器、 調(diào)制器、解調(diào)器 等模塊，方便編程使用。NRF24L01初始化函數(shù)如下：void NRF24L01Int(){ Delay(2)。//延時程序 CE=0。 //待機(jī)模式1 CSN=1。//SPI片選端 SCLK=0。//SPI時鐘端拉低 IRQ=1。//可屏蔽中斷端打開 }等NRF24L01初始化后便可發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)，下面是SPI讀寄存器一字節(jié)函數(shù)unchar NRFReadReg(unchar RegAddr){ unchar BackDate。 CSN=0。//啟動時序 NRFSPI(RegAddr)。//寫寄存器地址 BackDate=NRFSPI(0x00)。//寫入讀寄存器指令 CSN=1。 return(BackDate)。 //返回狀態(tài)}SPI寫寄存器一字節(jié)函數(shù)unchar NRFWriteReg(unchar RegAddr,unchar date){ unchar BackDate。 CSN=0。//啟動時序 BackDate=NRFSPI(RegAddr)。//寫入地址 NRFSPI(date)。//寫入值 CSN=1。 return(BackDate)。}下圖是NRF24L01的最簡單系統(tǒng)圖 NRF24L01最簡單系統(tǒng)電路圖九﹑研究成果的應(yīng)用前景新型老年人及殘疾人輔具椅，不但擁有輪椅的共同點，而且還結(jié)合了許多常用輔具的功能，同時也保留了便攜、簡易、可拆卸等特性，實現(xiàn)了多功能和便攜性相結(jié)合的完美統(tǒng)一。人機(jī)關(guān)系和諧，最大程度上保證了使用者的使用安全性和方便性，適應(yīng)使用人群的各項需要。老年人及殘疾人輔具的各種應(yīng)用都是基于這些特性。它的多功能性決定它適應(yīng)多種人群。它可以作為一把自動輪椅，那么它可以應(yīng)用于醫(yī)院、家居、外出等等，適用人群從病人、殘疾人到普通老年人、肢體不方便者；它也可以作為輔具椅子，幫助那些生理、肢體殘疾者，滿足他們?nèi)粘Ｉ畹囊恍┬枨?，例如如廁、餐飲、行動不便等問題。平日里，也可以由家人手動推車，出去走走散散心，或者作為休息的器械。這對于使用者來說，自信心、自尊心都可以得到了極大地滿足，心情愉悅，身體舒暢，從心理、病情乃至一般的生理狀況，都會有極大地改善。在此期間，它的可拆卸性，也極大的擴(kuò)展了它的應(yīng)用范圍。它可以拆分為輔具坐便椅和支撐車，那么坐便椅就是簡簡單單的輔具，而支撐車，這個時候就可以獨立出來，用于各種搬運工作，電機(jī)驅(qū)動，省力又實用。一言以蔽之，該輔具可以多方面幫助使用者的生活、工作到醫(yī)療康復(fù)等。輔具的材料也都是嚴(yán)格按照使用人群的需要和國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擇優(yōu)而選，經(jīng)久耐用，這也在一定程度上，擴(kuò)大我們的應(yīng)用范圍。以上總總，我們可以了解到該輔具的各種優(yōu)點，而這也就決定了它的應(yīng)用前景。雖然輔具的開發(fā)是困難重重的，市場上相關(guān)產(chǎn)品都具有一定的局限性，而這一行業(yè)的許多產(chǎn)品依就是一片空白，并且通過市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)老年人、殘疾人以及其他一些特殊群體對該類產(chǎn)品的需求量在逐年增加，所以該輔具應(yīng)用前景廣泛。十﹑研究成果的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益通過詳細(xì)的市場調(diào)查，我們了解到現(xiàn)在老年人、殘疾人的窘迫感，他們的生理功能下降，身體機(jī)能有時候不能滿足他們的活動需要，而輪椅等輔具能夠填補這方面的空缺，滿足他們生活的需要，但市場上的輔具、輪椅，在功能性、便攜性、舒適性上的設(shè)計不合理性，機(jī)械結(jié)構(gòu)笨重，反而會給他們造成一定的困難，這在定程度上說明市場該類產(chǎn)品的空缺和需求。老年人及殘疾人輔具這款該課題設(shè)計的新型輔具，雖然功能和結(jié)構(gòu)不是十分完善，但也的確在一定程度上有所突破。在設(shè)計上，該輔具的功能性、便攜性、舒適性都實現(xiàn)一定程度上的改進(jìn)，而且也保證了較高的性價比，而這些恰恰都是老年人、殘疾人非常看重的。基于這樣的想法，該輔具能夠滿足部分人的需求，有利于增長使用人群的自信心、自尊心和滿足感，有利于彌補使用人群的身體機(jī)能缺陷或缺失，提高殘疾人、老年人的自理能力，有利于提高他們的生活水平，生活幸福感，而這些特點能夠帶動市場需求，帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。所謂個體都是整體的一些映像，目前，社會對特殊人群的關(guān)注力度加大，該輔具又是結(jié)合時代，該輔具結(jié)合有背景，時代需求而設(shè)計的，這有利于提高我們的護(hù)理意識，保健意識，醫(yī)療水平，有利于提高我們整個社會人群的總體幸福指數(shù)，有利于維護(hù)我們的社會治安穩(wěn)定，促進(jìn)一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)地區(qū)的發(fā)展。十一﹑研究存在的不足及缺陷該課題實現(xiàn)了一些突破，為老年人、殘疾人甚至社會做出了一定的貢獻(xiàn)。但必須承認(rèn)，該產(chǎn)品的局限性也不容忽視。我們盡可能的去考慮便攜性、舒適性和功能性的統(tǒng)一性，但在一定程度上，還是疏忽了它的性價比，要知道它的材料，它的制作工藝、加工方法，都會拉高它的價格。在功能方面，該輔具有所突破，但是這種突破事實上可以說只是把護(hù)理椅和電動輪椅進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，使它們在最大程度上保持其原有功能性能，并在其基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡化，便攜設(shè)計，材料選擇，最后達(dá)到現(xiàn)在的預(yù)設(shè)效果。也正是因為這個思路，從根本上來說，我們肯定在結(jié)合方面還有許多細(xì)微我們所沒有考慮到的點，例如安全性方面，輔具有些棱角還是十分分明的，這也就讓使用者有一定的隱患；功能性方面，還不夠完善，完整，無法形成一個完整系統(tǒng)的功能……尚需深入研究的問題在我們的設(shè)計過程中，我們發(fā)現(xiàn)了許多問題，經(jīng)過大家的努力，也攻克了不少，但是還是有不少的疑難問題讓我們苦思冥想，難以解決。以下為我們還需努力的問題：1. 功能搭配還有待改善，作為移動輔具，便桶固然有用，但其密封性在一定程度上也讓它不適合在外隨意閑逛。2. 功能有待加強，可以另外再考慮，想出更多可以利用搭配的功能。3. 性能有待加強，在設(shè)計過程中，我們存在一些缺陷，為了保證安全性和易操作性，事實上，我們的遙控器是沒有速度鍵的，所有方向的速度都是事先定好的，而下面我們可以考慮提高其人機(jī)關(guān)系，然后增設(shè)速度調(diào)節(jié)鍵、語音提示等等。4. 安全性考慮還可加強，適用人群為老年人和殘疾人，那么不管怎么樣，我們都應(yīng)當(dāng)盡可能去避免一切意外損傷，那么，前傾、側(cè)翻......對于這些情況，我們都要有所考慮，安全氣墊、安全帶都可以考慮鋪設(shè)。十二﹑成果展示附圖一附圖二 45