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近年来,随着人口老龄化问题日益突出和清洁能源、绿色环境要求越来越高,为老年人的生活提供通行便利的电动代步车产品受到了国内外的极大关注。作为整个电动代步车开发项目的子系统,操纵控制系统是电动代步车中主要的人机交互窗口,起到操纵、接收、处理并反馈人机信息的重要作用。因此电动代步车操纵控制系统的研究开发具有重要现实意义和实用价值。
笔者通过市场调研、参阅国内外文献和相关发明专利、学术论文及法律法规等多种途径,结合研究室新型电动代步车的实际开发要求,研究开发了相应的操纵控制系统。本文以dsPIC30F5011为核心处理器,进行了操纵控制器的硬件设计与软件开发,采用板载CAN控制器模块与电机驱动控制器进行了双向通信。并且应用人机工程学的相关理论,对操显装置进行了概念设计,使电动代步车的研究开发朝着规范性和技术可操作性方向有了进一步发展。具体研究内容如下:
①分析了国内外电动代步车及其操纵控制系统的发展现状。
②在研究国内外电动代步车技术现状的基础上,根据课题小组承担的新型电动代步车的整体结构要求,详细介绍了操纵控制系统的整体框架和功能设计方案,包括操纵控制器的开发和操显装置的设计。
③根据新型电动代步车要实现的操纵要求,同时参照电动代步车相关技术法规,对操纵控制器进行了硬件设计和软件开发。硬件设计包括操纵控制器的电路原理图设计和PCB板的制作、相关电子元器件的选购、焊装以及硬件调试和分析。软件开发包括液晶显示模块、传感器的AD采样模块、各种开关量输入模块等程序开发,以及CAN通信程序设计。并对系统进行了通信调试。
④进行了操纵控制器的相关试验,验证了设计方案的可行性。
⑤对电动代步车操显装置进行了分析与设计。操显装置的设计包括操纵装置和显示装置的设计以及它们之间的协调设计等,涉及到人机工程学的相关理论。即从老年人的生理、心理特点出发,通过合理分析,使操纵控制系统达到操作简单、功能齐全、安全可靠、美观宜人的要求。最后以工业造型设计软件Rhino3D为平台,结合人机工程学等边缘交叉学科知识,对操显装置部分进行了概念设计。
上述研究工作对电动代步车的开发具有现实意义,取得了一定效果并达到了预期目标,为电动代步车的产品化打下了一定基础。最后,本文提出了进一步改进措施和研究展望。