多自由度假肢控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本論文主要論述了多自由度假肢的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并結(jié)合國內(nèi)外對機(jī)器人假肢的研究現(xiàn)狀及目前市場上對該種產(chǎn)品的需求，根據(jù)人類的生理特性，制造出了仿人型手臂的多自由度假肢實(shí)物模型。
　　首先，介紹了多自由度假肢的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并結(jié)合人類手臂能夠完成的實(shí)際功能，設(shè)計(jì)出多自由度假肢的功能特性。并根據(jù)完成的功能特性，設(shè)計(jì)出了多自由度假肢的多種控制方式：語音控制方式、按鍵控制方式和腦電控制方式。
　　其次，對多自由度假肢的運(yùn)動學(xué)進(jìn)行了分析，同時

2、在目標(biāo)物體信息不全的情況下，通過通常的方法是無法獲得多自由假肢的逆運(yùn)動學(xué)方程，但是，通過利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的自學(xué)習(xí)、自組織、較好的容錯性和良好的非線性逼近的能力，設(shè)計(jì)出了多自由度假肢的逆運(yùn)動學(xué)求解模型，可以跟據(jù)目標(biāo)位置物體的三維坐標(biāo)值，求解出多自由度假肢運(yùn)動到目標(biāo)位置的各個關(guān)節(jié)的運(yùn)動關(guān)節(jié)角。通過PC機(jī)實(shí)現(xiàn)多自由度假肢對空間隨機(jī)目標(biāo)物體定位算法的程序編程，實(shí)現(xiàn)界面化顯示方式。
　　最后，根據(jù)多自由度假肢實(shí)物模型的驅(qū)動執(zhí)行元件，采用

3、PID控制算法實(shí)現(xiàn)對各個關(guān)節(jié)電機(jī)的控制。選擇c8051f020單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心，通過CPLD對各個關(guān)節(jié)電機(jī)編碼器信號的采集反饋給主控器，形成對多自由度假肢的閉環(huán)控制。設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)的硬件電路PCB板，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的各個功能單元驅(qū)動程序的設(shè)計(jì)和編寫及調(diào)試，并通過此控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對多自由度假肢的控制。通過實(shí)際的操作，證明了該控制系統(tǒng)的可行性、正確性及穩(wěn)定性。
　　該假肢的制作成功，標(biāo)志著假肢研究領(lǐng)域的一個進(jìn)步，可以為患者提