下肢康復機器人嵌入式控制系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、下肢康復機器人作為醫(yī)療機器人的一個重要分支,它的研究貫穿了生物力學、康復醫(yī)學、傳感技術、材料學、機械學、計算機科學、電子學以及機器人學等諸多領域,已經(jīng)成為了機器人領域的一個研究熱點。由于下肢康復機器人服務對象為特殊人群,所以對其控制系統(tǒng)提出了更高的要求。
　　嵌入式系統(tǒng)作為后PC時代的主力軍,是一種用于控制、監(jiān)測或協(xié)助特定機器和設備正常運轉(zhuǎn)的計算機,被廣泛應用于機器人控制系統(tǒng)中。本文根據(jù)下肢康復機器人的機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)要求提出了

2、下肢康復機器人進行控制嵌入式控制系統(tǒng),并從以下幾個方面對其進行了研究:
　　首先,分別對下肢外骨骼康復機器人、減重平臺系統(tǒng)和多模式運動平臺的功能進行了分析。根據(jù)各個部分的功能分別提出了對應的控制方案,根據(jù)各部分的控制方案及控制原則劃分模塊并搭建各自的嵌入式硬件控制平臺。選擇ARM7內(nèi)核的LPC2132微處理器作為嵌入式控制平臺的核心控制芯片,并著重介紹了各個模塊的電路設計方法。
　　其次,對下肢康復機器人控制軟件進行了設計,

3、引入了嵌入式實時操作系統(tǒng)的概念。首先著重介紹了嵌入式實時操作系統(tǒng)UC/OS-II的移植方法和移植過程。然后,根據(jù)下肢康復機器人的功能劃分軟件的任務,并且根據(jù)模塊化思想編寫各個任務軟件。
　　再次,設計了下肢康復機器人單關節(jié)PID控制器并將它移植到在ARM7上。首先建立下肢外骨骼康復機器人單關節(jié)數(shù)學模型,然后引入PID控制器并將其植入LPC2132微處理器中,最后利用MATLAB的SIMULINK模塊進行仿真。
　　最后,對下