帶有力反饋的掰手腕機(jī)器人的研究.pdf

1、掰手腕機(jī)器人是近年來(lái)比較熱門(mén)的研究領(lǐng)域之一，涉及微電子、傳感器控制、人工智能、人-機(jī)交互、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)等多門(mén)學(xué)科。掰手腕機(jī)器人的研究具有良好的實(shí)用價(jià)值和社會(huì)意義：將掰手腕機(jī)器人作為醫(yī)療康復(fù)器械，用于鍛煉人的臂力和腕力，能夠有效地幫助肌肉萎縮、中風(fēng)等傷病人士進(jìn)行康復(fù)治療；也可將掰手腕機(jī)器人用于娛樂(lè)，讓參與者在輕松游戲的同時(shí)接受機(jī)器人相關(guān)知識(shí)的普及教育。
　　 本項(xiàng)研究分析了真人掰手腕過(guò)程中手臂發(fā)力特點(diǎn)并據(jù)此設(shè)計(jì)掰手腕機(jī)

2、器人。在和機(jī)器人進(jìn)行的掰手腕游戲中，設(shè)有勝利、失敗和僵持等多種比賽狀況，實(shí)時(shí)的力反饋控制方式令參賽者能在和機(jī)器人進(jìn)行比賽的過(guò)程中有和真人掰手腕的臨場(chǎng)感，實(shí)現(xiàn)掰手腕機(jī)器人的高度擬人化。論文的具體內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
　　 1、研究人體上肢的肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)的生理結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)原理及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，將機(jī)械臂簡(jiǎn)化為兩連桿模型并進(jìn)行受力分析，根據(jù)分析結(jié)果確定力傳感器的最佳貼片位置并在此基礎(chǔ)上完成力傳感器的設(shè)計(jì)和標(biāo)定以及力反饋控制算法的編寫(xiě)

3、，建立基于PCI總線的掰手腕機(jī)器人力覺(jué)感知系統(tǒng)。
　　 2、分析掰手腕機(jī)器人的具體工作要求，以實(shí)時(shí)的力反饋信號(hào)作為控制決策參考信息設(shè)計(jì)掰手腕機(jī)器人的閉環(huán)控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)控制的精度和機(jī)器人的仿真度。完成掰手腕機(jī)器人的硬件連接和控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，并搭建掰手腕機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　 3、在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行不同情況下的掰手腕比賽實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采集的力信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，驗(yàn)證掰手腕機(jī)器人在比賽中的工作性能以及力反