4。3  控制系统仿真 18

4。4  本章小结 21

5  MATLAB/simulink及ADAMS联合仿真 22

5。1  联合仿真概述 22

5。2  联合仿真平台建立 22

5。3  联合仿真 23

5。4  本章小结 29

结论 30

致谢 31

参考文献 32

附录 34

1  绪论

1。1  课题研究的背景及意义

    目前，老年人、残疾人的数量和占总人口的比例在不断上升。

    从2008年开始，中国老龄化进入快速发展阶段[3]。民政部2010年6月发布的《2009年民政事业发展统计报告》中显示，截止2009年年底，全国65岁及以上的老年人口数量超过1。13亿人，占全国总人口的8。5%，2026年将达到3亿。社会老龄化问题日趋严重[3-4]。

    我国人口总量增加、人口年龄结构老化是造成残疾人数量增加、比重上升的重要原因[5]。第二次全国残疾人抽样调查显示，截止2006年，全国各类残疾人总数达8296万人，占全国总人口的6。34%，较1987年第一次全国残疾人抽样调查时增加了2132万人[5]。

下肢机能的减弱甚至丧失是老年人和下肢残障者出行的最大障碍。轮椅给体弱的老年人和残疾人出行带来了可能，但大多数轮椅仅能在平地上使用，不具有避障和翻越陡坡、障碍的功能。为了缓解人口老龄化带来的一系列社会服务问题，改善老年人和残疾人的出行条件，除了在建筑和道路中为老年人、残疾人增加更多的无障碍设施等措施外，改进现有的普通助行装置，使其兼具爬楼和翻越障碍等功能是立竿见影的改善手段。论文网

服务机器人极具经济价值和社会价值。以地级市为背景，假设一户家庭有两位腿脚不便的老人。家中聘请一位护理人员，主要帮助老人出门活动，月工资2000元，一年共计24000元。假设一位老人平均一年因身体问题就医5次，老人以出租车为代步工具，单程车费30元，子女接送老人的单次时间成本为200元，一年共计2300元。老人出门活动不便、需要倚靠他人帮助，可能会出现孤独抑郁等心理问题，治疗费用若干。市场上一部服务机器人价位在4~5万元，购置一部使用10年，可为一个家庭节省开支约24万元。使用服务机器人作为代步工具，不仅能节省家庭开支，还能给老年人提供社交机会，预防心理疾病的出现。

1。2  国内外研究现状

1。3  仍需解决的问题

分析国内外现有的轮椅装置可以看出，大多数服务机器人并不能实现全自动独立运行，仍需要乘坐者手动切换工作模式或有人在旁协助。少部分能独立运行的多功能服务机器人价格昂贵，普及率低。

    首先，轮椅的受众人群是体弱的老年人或残疾人，是否安全稳定是服务机器人装置最重要的性能指标。在装置的机械结构确定的前提下，优化系统控制策略和控制方法能大幅改善装置的稳定性。轮椅装置可采用多个电机来控制调整车速、车体转向或座位角度实现系统稳定性，电机驱动装置的优劣确定了机器人的性能高低。

其次，国内外现有的服务机器人体积较大，大多在室外或大型公共建筑内使用，在小型居民楼或室内使用可能会遇到问题，例如楼梯间的狭小转弯处可能会阻碍服务机器人前进等。