智能护理床控制系统的研究与设计

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步入21世纪后,人口老龄化现象越来越严重,对于日益增加的老年人口以及社会伤残人士,护理床的作用显得尤为重要。传统的护理床主要采用手动控制方式,存在护理措施单一、移动困难等问题,针对这些问题,本文提出了一种具有无线控制方式的护理床控制系统的设计方案,主要工作如下:  (1)研究了护理床控制系统的现状并提出需求分析,在此基础上提出了护理床控制系统的总体方案设计,方案中采用无线控制的方式取代传统的手动控制方式,并通过控制护理床驱动轮上的无刷直流电机,实现对护理床移动的电动控制。  (2)研究了护理床驱动轮上的无刷直流电机的相关技术,对无刷直流电机的研究主要包括电机数学建模、电机转子位置检测方法、无霍尔传感器启动方法和电机调速方法,并重点介绍了基于反电动势过零点法的转子位置检测方法和无霍尔传感器情况下的三段式启动方法。  (3)详细讨论了以STM8S105S4为主控芯片的护理床控制器的硬件电路设计,整个硬件电路分为两个大的模块,第一个模块为护理床姿势变换与冲洗室控制模块,该模块主要负责护理床的姿势变换与冲洗室的控制,是护理床控制系统的控制中心;第二个模块为护理床移动模块,该模块负责护理床的移动,其输入控制信号来自于第一个模块。  (4)对护理床控制系统进行了调试,主要包括床体姿势变换的控制,基于反电动势过零点法的电机转子位置检测和利用三段式启动法使电机零速启动,并给出了调试波形和实物图,验证了方案的可行性。
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