下肢康健訓(xùn)練機器人控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著偏癱患者人數(shù)的增加以及人口老齡化趨勢不斷加劇，下肢康健訓(xùn)練機器人逐漸成為了各大高校和研究機構(gòu)關(guān)注和研究的熱點。本文主要針對下肢康健訓(xùn)練機器人的控制系統(tǒng)進行研究，在歸納了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和康健訓(xùn)練機構(gòu)本身的特點后，提出了一種智能終端無線控制系統(tǒng)的方案，操作平板電腦或智能手機，便可完成對下肢康健訓(xùn)練機器人的控制，具有性能穩(wěn)定，人機交互性好，使用方便等特點。
　　 首先，依據(jù)大腦在損傷區(qū)周圍、對側(cè)或遠隔部位也仍然具有一定程度的可塑性

2、理論，為了避免患肢的二次損傷，本文提出了一種腳踏位置的勻速控制方法。運用仿真軟件ADAMS分析了腳踏位置與曲柄之間的速度曲線關(guān)系，根據(jù)分析結(jié)果提出了腳踏位置速度與曲柄角速度函數(shù)關(guān)系，并在Matlab中進行了分段擬合，最后根據(jù)擬合結(jié)果在仿真軟件ADAMS中進行了驗證。通過仿真試驗表明達到了預(yù)期的效果，對下肢康復(fù)訓(xùn)練機構(gòu)軌跡的速度控制提供了思路，為將來進一步的研究打下了基礎(chǔ)。
　　 其次，根據(jù)下肢康健訓(xùn)練機器人的機械結(jié)構(gòu)組成，結(jié)合康

3、復(fù)健身訓(xùn)練的需求，提出了其功能要求。針對控制系統(tǒng)總體功能及性能進行了分析，提出了控制系統(tǒng)整體的設(shè)計方案，采用上位機、下位機分層設(shè)計，平板電腦無線智能終端作為上位機，ARM Cortex-M3內(nèi)核的32位微控制器作為下位機主控芯片。
　　 最后，采用先硬件后軟件的設(shè)計方法，設(shè)計開發(fā)下肢康健訓(xùn)練機器人的下位機嵌入式控制系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)主要包括微控制器最小系統(tǒng)電路、Wi-Fi模塊接口電路、霍爾傳感器電路、心率等信號采集電路和電機驅(qū)動接口