基于單片機的膝關節(jié)助力機器人控制系統(tǒng)設計.pdf

1、可穿戴膝關節(jié)助力機器人是一款為老年人或肢體齊全的殘疾人打造的助力機器人，在醫(yī)學和軍事上有廣闊的應用前景。它是最近很多年比較熱門的機器入研究領域，屬于外骨骼機器人范疇，它是一個多學科交叉的領域，涉及到傳感器設計技術、信號采集以及處理技術、數據融合、控制理論、以及機器入學等多門學科。由于這種機器人的應用場所涉及到戶外，所以整個系統(tǒng)的輕巧性以及便攜性就顯得很重要。而整個控制系統(tǒng)是機器人系統(tǒng)中的核心部位，所以提高控制系統(tǒng)的輕巧性和便攜性就顯得尤

2、為重要。
　　 在國家“十一五”863服務機器人重點項目“可穿戴型助殘助老智能機器人示范平臺”(No.2006AA040204)的資助下，本著提高膝關節(jié)助力機器人控制系統(tǒng)的輕巧性和便攜性的目的，本文采用單片機作為控制器來設計膝關節(jié)助力機器人控制系統(tǒng)。這個控制系統(tǒng)包括力傳感器信號、電機信號的實時采集和處理，以及對它們實時保存和顯示;并采用假想柔順控制思想，完成了膝關節(jié)機器人為穿戴者提供助力的任務。
　　 本文從理論層次和技

3、術層次兩方面介紹了整個控制系統(tǒng)的設計，主要內容包括:
　　 1.介紹膝關節(jié)助力機器人的機械結構設計、對結構簡化并對其進行動力學分析，為機械設計的優(yōu)化以及控制思想提供參考。
　　 2.引出并詳細介紹了假想柔順控制思想，并對電機控制的PI參數進行整定。根據人腿和機器人之間的簡化模型，引出了假想柔順控制算法并推導出最終的控制公式。電機控制采用PI方式來控制速度，介紹了如何選取PI參數。
　　 3.詳細介紹了整個膝關節(jié)控