康复护理机器人床控制系统的研究与开发

发布时间：2017-06-13 07:03

  本文关键词：康复护理机器人床控制系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国老龄化现象日益严重,老年人的护理与康复日渐成为全社会关注的热点话题,纯体力的护理方式已不再适应社会和家庭的需求,智能化的护理设备应运而生。目前,只有少数国家掌握了高端的康复护理机器人床技术,国内的护理床只是对机械结构进行改装组合,缺乏智能控制单元,大多为低端产品。针对目前护理床功能的局限,本文根据康复护理机器人床的功能需求,设计了一种以ARM9/S3C2440A为核心的康复护理机器人床的控制系统,实现了对机器人床各个启动电机的串行和并行控制。通过对康复护理机器人床监控系统界面的设计,实现康复护理机器人床的实时在线监视和控制。本论文的主要内容有以下几个方面:(1)通过分析当前老年人及残障人士的护理需求,对康复护理机器人床的功能进行梳理,同时概述地介绍了康复护理机器人床的整体结构设计,并根据康复护理机器人床的功能需求,确定了控制系统的整体设计方案。(2)完成以ARM9/S3C2440A为核心的康复护理机器人床控制系统的硬件设计。从康复护理机器人床的功能需求出发,以模块化设计为主线,将各个电路模块集成设计,完成ARM控制板核心板和底板电路原理图的设计,并开发了系统底板PCB,有效减小了控制系统的硬件体积。同时,根据控制系统的控制原理,完成控制系统电气原理图的设计以及控制系统的硬件组态。(3)在硬件的基础上,以ADS1.2软件作为开发环境编写康复护理机器人床控制系统的控制程序,完成了系统软件的设计,实现了康复护理机器人床的支背、翻身、坐便等功能。在软件设计过程中,采用模块化设计思想,完成了系统时钟模块、串口通信模块、电机控制模块、中断控制模块、继电器模块等的设计。(4)基于VS2010 C#设计了康复护理机器人床监控系统界面,通过RS232串口通信,实现上位机与下位机控制器的对接,完成现场控制与数据采集,实现了康复护理机器人床的实时监控功能。(5)最后对整个康复护理机器人床控制系统进行调试,调试过程中,系统运行稳定、可靠,证明了康复护理机器人床控制系统实际情况下运行的可行性,满足的康复护理机器人床的性能需求。
【关键词】：康复护理机器人床 控制系统 ARM9/S3C2440A ADS1.2 监控系统界面 调试
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 课题背景及意义13-14
• 1.2 康复护理机器人床的国内外研究现状及发展趋势14-16
• 1.2.1 康复护理机器人床国外研究现状14-15
• 1.2.2 康复护理机器人床国内研究现状15
• 1.2.3 康复护理机器人床发展趋势15-16
• 1.3 课题的来源16
• 1.4 研究目标和研究内容16-18
• 1.4.1 研究目标16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 康复护理机器人床功能及概要设计19-29
• 2.1 康复护理机器人床功能设计19-22
• 2.2 康复护理机器人床执行机构设计22-23
• 2.3 康复护理机器人床控制系统总体方案23-28
• 2.3.0 控制系统工作原理24-26
• 2.3.1 主控制器确定26
• 2.3.2 伺服系统控制方案26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 康复护理机器人床控制系统的硬件设计29-49
• 3.1 控制系统的硬件设计方案29-30
• 3.1.1 硬件设计思路29-30
• 3.1.2 硬件的整体架构30
• 3.2 ARM控制板设计30-45
• 3.2.1 核心板电路设计31-38
• 3.2.2 底板电路设计38-42
• 3.2.3 PCB设计42-45
• 3.3 控制模块设计及硬件组态45-48
• 3.3.1 伺服电机控制模块45-47
• 3.3.2 继电器控制模块47-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 康复护理机器人床控制系统的软件设计49-60
• 4.1 控制系统的软件设计方案49-50
• 4.2 系统时钟的实现50-52
• 4.3 系统功能程序设计52-59
• 4.3.1 系统初始化模块52
• 4.3.2 串口通讯模块52-54
• 4.3.3 电机控制模块54-55
• 4.3.4 中断模块55-56
• 4.3.5 继电器模块56-57
• 4.3.6 总体功能程序57-59
• 4.4 本章小结59-60
• 第五章 康复护理机器人床监控系统界面设计60-70
• 5.1 系统界面设计方案60-61
• 5.1.1 C#开发流程60-61
• 5.1.2 监控界面功能61
• 5.2 监控系统设计61-69
• 5.2.1 视频监控单元63-65
• 5.2.2 功能控制单元65-67
• 5.2.3 历史数据单元67-68
• 5.2.4 报表打印单元68-69
• 5.3 本章小结69-70
• 第六章 康复护理机器人床控制系统调试70-77
• 6.1 系统硬件测试70-72
• 6.1.1 ARM控制板测试70-71
• 6.1.2 硬件电路测试71-72
• 6.2 系统软件测试72-75
• 6.2.1 软件平台72-74
• 6.2.2 软件测试74-75
• 6.3 系统整体调试75-76
• 6.4 本章总结76-77
• 第七章 总结与展望77-79
• 7.1 研究总结77-78
• 7.2 研究展望78-79
• 参考文献79-83
• 附录83-89
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果89-90
• 致谢90-91

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