多自由度假肢控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、本論文主要論述了多自由度假肢的控制系統(tǒng)的設計，并結合國內外對機器人假肢的研究現(xiàn)狀及目前市場上對該種產品的需求，根據人類的生理特性，制造出了仿人型手臂的多自由度假肢實物模型。
　　首先，介紹了多自由度假肢的結構特點，并結合人類手臂能夠完成的實際功能，設計出多自由度假肢的功能特性。并根據完成的功能特性，設計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動學進行了分析，同時

2、在目標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動學方程，但是，通過利用BP神經網絡模型的自學習、自組織、較好的容錯性和良好的非線性逼近的能力，設計出了多自由度假肢的逆運動學求解模型，可以跟據目標位置物體的三維坐標值，求解出多自由度假肢運動到目標位置的各個關節(jié)的運動關節(jié)角。通過PC機實現(xiàn)多自由度假肢對空間隨機目標物體定位算法的程序編程，實現(xiàn)界面化顯示方式。
　　最后，根據多自由度假肢實物模型的驅動執(zhí)行元件，采用

3、PID控制算法實現(xiàn)對各個關節(jié)電機的控制。選擇c8051f020單片機作為控制系統(tǒng)的核心，通過CPLD對各個關節(jié)電機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。設計出控制系統(tǒng)的硬件電路PCB板，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的各個功能單元驅動程序的設計和編寫及調試，并通過此控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對多自由度假肢的控制。通過實際的操作，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，標志著假肢研究領域的一個進步，可以為患者提