助行器作为一种改善老年人生活品质、帮助出行的重要工具,在市场上有着广阔的应用前景。通过对助行器发展现状深入了解,发现助行器大多价格高昂,功能单一且操作复杂,无法满足老年人的需求。本文针对上述问题提出一种新型老年人助行器设计方案,并利用机械设计、人机工程学和静力学等理论开展研究。本文对老年人的需求进行了调研,明确了老年人助行器需要实现的各项功能,提出老年人助行器的总体机构设计方案。利用机械原理和机械设计理论,完成工作机构的设计,根据不同路面的行驶情况,完成驱动电机的选型,并对人机交互控制方案和避障方案进行了设计。同时利用人机工程学理论和国家相关设计标准,确定老年人助行器结构参数后,在Solid Works环境下完成老年人助行器的建模,并通过ANSYS软件对关键零部件进行静力学分析,判断其在不同工况下的结构强度是否满足要求。通过模块化设计思维,将老年人助行器的控制系统分为主控模块、电机驱动模块、测距模块、定位模块以及人机交互模块,完成了硬件电路设计和程序编写。选用STM32F103RCT6微控制器作为控制系统核心,负责系统整体资源的调控。其中3路测距模块安装在老年人助行器的左前侧、正前方和右前侧位置,根据老年人助行器的运动策略,制定了40条模糊控制规则,实现对老年人助行器周围环境的感知和处理,并通过开发的Android应用程序,可以从老年人助行器控制端获取出行后的具体位置,提高了老年人出行的安全性。最后,完成老年人助行器控制系统各模块的测试。系统通过人机交互模块可以得到相应指令的反馈,其中嘈杂环境下的语音识别准确率达到93%,空旷环境下的语音识别准确率达到100%,并基于MATLAB编程环境中的模糊控制器输出转动角,实现助行器的安全避障。利用设计的Android应用程序将助行器控制端获取的经纬度信息准确及时地显示在内置地图上,完成助行器定位测试。结果表明,本设计提高了助行器对复杂地形的适应能力,同时完成人机交互控制、自主避障和实时定位等功能,具有很强的实用价值,可帮助老年人更好地生活。