上肢康復機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、　　上肢外骨骼康復訓練機器人屬于醫(yī)療機器人范疇，是機器人技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的新應用，在歐美等國家已經(jīng)得到了科研工作者和醫(yī)療機構(gòu)的普遍重視，近年來也取得了一些有價值的成果。在我國，康復醫(yī)學工程雖然得到了普遍的重視，而康復機器人研究仍處于起步階段，一些簡單康復器械遠遠不能滿足市場對智能化、人機工程化的康復機器人的需求。所以上肢康復訓練機器人廣闊的市場前景將推動機器人技術(shù)在以后的康復領(lǐng)域得到更多的推廣與發(fā)展。
　　本文首先根據(jù)上肢外骨骼康

2、復機器人的總體結(jié)構(gòu)方案，選定了具體的驅(qū)動方式，提出了基于上位機和下位機的分散控制方案。
　　提出了被動式軌跡控制、主動力輔助控制和基于力阻抗控制三種控制策略，給出了控制策略的模型、原理和實現(xiàn)方法，滿足了康復醫(yī)學提出的不同康復訓練方式對應的控制要求，實現(xiàn)了不同康復模式下的人機交互。
　　設(shè)計了上肢外骨骼康復訓練機器人控制系統(tǒng)的硬件電路，包括控制系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計和外圍電路設(shè)計、主單片機模塊、通信模塊等。重點介紹了步進電機控

3、制電路的設(shè)計以及硬件電路板的制作過程。
　　設(shè)計上肢外骨骼康復訓練機器人控制系統(tǒng)軟件，包括上位機軟件和下位機軟件。上位機軟件主要是向下位機發(fā)送步進電機的運動參數(shù)，并實時監(jiān)控和顯示下位機反饋的信息。下位機采用了結(jié)構(gòu)化和模塊化相結(jié)合的設(shè)計方法，將整個控制程序分為主程序，數(shù)據(jù)收發(fā)，脈沖分配以及加減速模塊等若干功能模塊，合理地設(shè)計下位機軟件的總體結(jié)構(gòu)。
　　利用模擬串行口，實現(xiàn)了上位機和下位機之間的通信過程，試驗結(jié)果表明，研制的