氣動肌肉驅(qū)動的康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、氣動肌肉是一種新型驅(qū)動元件，重量輕、初始力大，具有良好的柔順性和安全性，驅(qū)動特性類似于生物肌肉，因此在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域受到重視。針對氣動肌肉在康復(fù)機(jī)器人上的應(yīng)用，本文主要研究氣動肌肉的靜態(tài)模型以及由氣動肌肉驅(qū)動的康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)靜態(tài)模型，設(shè)計(jì)康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)位置控制的模糊控制器，搭建基于STM32的康復(fù)機(jī)器人嵌入式控制平臺，實(shí)現(xiàn)康復(fù)機(jī)器人的控制。論文主要研究內(nèi)容及取得的成果如下：
　　 首先，以FESTO 公司的MAS-20 型氣動肌肉

2、為研究對象，介紹氣動肌肉驅(qū)動特性研究的實(shí)驗(yàn)平臺與數(shù)據(jù)獲取方法。根據(jù)所得到的數(shù)據(jù)建立了MAS-20 型氣動肌肉的實(shí)用靜態(tài)模型，并分析了該型氣動肌肉的剛度特性。在此基礎(chǔ)上，得到康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)的靜態(tài)模型，分析了康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)剛度特性。
　　 其次，分析了氣動肌肉驅(qū)動的康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)位置控制的特點(diǎn)，采用模糊控制方法實(shí)現(xiàn)了康復(fù)機(jī)器人關(guān)節(jié)的位置控制，給出了位置模糊控制器的設(shè)計(jì)方法，并借助Matlab模糊控制工具箱，在Simulink 環(huán)境下

3、完成了關(guān)節(jié)位置模糊控制器的建模、仿真與系統(tǒng)測試，得到模糊控制表，設(shè)計(jì)出關(guān)節(jié)位置模糊控制器。
　　 再次，對康復(fù)機(jī)器人的嵌入式控制系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，完成嵌入式控制系統(tǒng)的硬件總體設(shè)計(jì)以及各個(gè)模塊的元器件選型與實(shí)現(xiàn)方案，完成了主要電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)、制版及電路調(diào)試。
　　 最后，分析了康復(fù)機(jī)器人嵌入式控制軟件需求，完成了系統(tǒng)控制軟件框架設(shè)計(jì)，詳細(xì)設(shè)計(jì)了安全監(jiān)控程序、控制模塊的AD/DA 程序、模糊控制程序、通信模塊的串口通信程序，