1、綠色質量觀察作者簡介： 于文龍 (1991-) ， 男， 碩士研究生， 研究方向為控制工程。關于助老機械手臂的設計The Design of the Old Mechanical Arm于文龍（ 山東科技大學電氣與自動化工程學院 , 山東 青島 266590 ）Yu Wen-long (College of Electrical Engine and Automation,ShandongUniversity of Scienceand

2、 Technology,Shandong Qingdao266590 ）摘 要： 當今社會， 老年人在整個社會群體中占據重要的比例。 老年人的需求越來越引起人們的重視。 在此背景下，該文設計了一款助老機械手臂來幫助老年人對物體進行抓取， 滿足老年人日常生活的需要。 文中簡單介紹了機械手臂的機械本體結構， 對系統(tǒng)的工作流程進行了說明和講解， 分析介紹了系統(tǒng)的硬件和軟件組成，設計了以 stm32 單片機為核心的控制系統(tǒng)。整套系統(tǒng)采用上下位機

3、的控制形式， 選用舵機驅動手臂關節(jié)， 在系統(tǒng)軟件控制下， 實現(xiàn)各種功能。關鍵詞：機械手臂； 本體結構； 控制系統(tǒng)； 舵機中圖分類號： TP241.3 文獻標識碼： A 文章編號： 1003-0107(2017)03-0038-05Abstract: In the modern society,the elderly occupy an important proportion in the entire social groups.Th

4、eneeds of the elderly attract more and more people's attention.In this context,this article designed a mechani-cal arm to help the elderly to crawl the object for meeting the needs of the elderly daily life.In this p

5、aper,themechanical structure of the manipulator is briefly introduced,and the working flow of the system is explained.The hardware and software components of the system are introduced and the control system with stm32 is

6、designed.The robot adapts control form of two piece of single ship control,which drives the movement jointsbased on steering engine.We can achieve its various functions with the software system control.Key words: mechani

7、cal arm;mechanical structure;control system;steering engineCLC number: TP241.3 Document code: A Article ID： 1003-0107(2017)03-0038-050 引言隨著醫(yī)療水平的提高和人們生活水平的改善， 我國的老年人數(shù)量呈現(xiàn)整體上升趨勢， 我國正在逐步進入老齡化社會。經過人口普查， 當前我國的人口不同年齡段的人口情況如圖 1

8、所示。圖 1 各年齡段人口比例圖從圖 1 中我們可以得知， 老年人在我們人口總數(shù)中占有重要比例。且在二十年之后， 老年人的數(shù)目和比例更會有較大的提升， 因此他們的生活需求很值得引起人們的重視。越來越多的老年人一方面給個人和家庭造成了嚴重的負擔，另一方面還給國家的醫(yī)療系統(tǒng)和社會保障體系產生巨大的壓力。在當前情況下， 如何解決生活不能自理的老年人的護理問題已經成了我們當前的嚴重社會問題之一 [1]。隨著年齡的增加， 老年人的身體機能會發(fā)生一

9、系列的退化。所以在不久的將來， 我國社會對于老年人保健產品的需求量將是十分巨大的。面對這一難題， 科技是解決這一問題的唯一途徑。近年來， 機器人行業(yè)的工作重心比例發(fā)生了極大的改變， 不僅僅像過去那樣高度集中于生產制造業(yè)。相反， 越來越多的機器人廠家看到老年人群體的潛在需求， 為助老產品的開發(fā)做出了巨大的38圖 5 STM32 單片機核心主控圖STM32 單片機在整套系統(tǒng)中起著重要的作用。 STM32 有 1~3 個 ADC ，這些 AD

10、C 既能夠獨立使用， 也能夠采用雙重模式。 STM32 的 ADC 是 12 位逐次逼近型的模擬、 數(shù)字轉換器。它有 18 個通道，可以測量 2 個內部和16 個外部信號源，各個通道的 A/D 轉換可以單次、 連續(xù)、 掃描或間斷模式執(zhí)行 [2]。 ADC 的結果可以存儲在 16位的寄存器中 STM32F103 系列最少都有兩個 ADC ，這里選擇的 STM32F103ZET 包含三個 ADC 。 STM32 的 ADC的最大轉換速率為

11、1MHz ，轉換時間也就是 1μ s， ADC的時鐘不要超過 14MHz ，否則會導致結果精準度下降。在系統(tǒng)工作過程中， STM32 單片機不斷獲得手指端力敏傳感器的電壓數(shù)據。 并將其轉化為數(shù)字信號并傳輸?shù)缴衔粰C。2 FSR 力敏傳感器的設計FSR 薄膜壓力傳感器屬于力敏傳感器的一種。 相對于其他力傳感器， FSR 傳感器有著突出的特點，比如靈敏度高、厚度較小、 持久耐用等等。 基于這一系列的突出優(yōu)點，該傳感器的本質是當壓力值發(fā)生改變時