仿人形假手控制器的研制.pdf

1、假手是機器人學和生物醫(yī)學工程領域備受關注的研究課題，開展該項目的研究對于改善殘疾人的生活條件和促進其醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展具有重要的現實意義。本文研究的是一個三自由度仿人形假手的肌電控制系統，分析了假手本體和控制系統結構，設計了肌電信號(EMG)電極電路，給出了假手控制方案。
　　本文綜述了國內外假手的發(fā)展現狀，分析各種假手的特點以及假手的發(fā)展趨勢，在此基礎上總體介紹了仿人形假手系統以及各個子系統的基本結構和功能，主要包括基于欠驅動原

2、理設計的機械本體，采集手指力矩信號的傳感器系統，負責肌電信號處理的主控制器系統以及由微型驅動器和運動控制器組成的電氣驅動系統。
　　進行了假手控制系統的硬件和軟件設計。假手控制系統硬件以TMS320F2812DSP為核心，結合專用可編程步進電機控制芯片和大電流可細分步進電機驅芯片，完成了一個可以同時控制和驅動三個步進電機、實時對傳感器信號采樣、肌電信號數據采集以及與上位機通信等多任務的控制系統硬件結構。同時設計了基于應變測量、可以

3、互換使用、穩(wěn)定可靠的基關節(jié)力矩傳感器，實現了假手的傳感、驅動和微處理器系統的集成。假手的控制軟件采用模塊化設計，可以分成：DSP系統設置、電機控制及驅動模塊、A/D采集傳感器信號和串口通信。
　　完成了肌電電極電路的設計。電極電路集成了一級差分放大器、低通濾波器、50Hz工頻陷波器和二級放大器，進行了電路的仿真并加工出了電極電路板，實驗結果令人滿意。然后對基于AR參數模型的肌電信號的提取方法進行了研究。
　　完成了仿人形假手