下肢康復機器人控制系統(tǒng)的研究與實現.pdf

1、康復機器人技術是近年來快速發(fā)展的一個領域,貫穿了生物力學、電子學、康復醫(yī)學、計算機圖形學、機械學、計算機視覺、材料學、數學分析以及機器人學等諸多領域。隨著科學技術的不斷進步,人們將日益成熟的機器人技術與傳統(tǒng)的康復治療方法結合起來研發(fā)設計了下肢康復機器人,它可以模擬正常人的行走步態(tài),使之能夠代替康復醫(yī)師幫助患者實施有效的康復訓練,同時由于機器人動作精度高、“不知疲倦”等特點,能夠大大增加患者進行康復訓練的時間,提升患者的訓練效果和效率。本

2、課題主要是從分析人體的正常步態(tài)出發(fā),設計了一款仿人體行走步態(tài)的下肢康復訓練機器人,并實現了控制系統(tǒng)對各種康復訓練模式的控制。
　　本文首先對國內外的下肢康復機器人的發(fā)展狀況以及控制系統(tǒng)的發(fā)展現狀進行了分析和研究,為了能夠實現設定的各種康復控制策略,設計了一套整體的控制系統(tǒng),為下一步具體實施奠定了基礎。
　　在詳細分析本課題所研究的下肢康復機器人主體結構的基礎上,確定了本下肢康復機器人的四種康復訓練模式,并根據各種康復訓練模式

3、的特點,確定了合理的控制方法;經過進一步的計算,選用直流無刷電機作為整個控制系統(tǒng)的驅動源,并采用PID速度調節(jié)控制方法對電機進行控制,以保證電機滿足精度高、響應快、超調量小的要求。
　　通過對各種康復控制策略的具體分析以及控制系統(tǒng)需要滿足的一些準則,首先對控制系統(tǒng)的硬件組成進行了選型。為了滿足處理系統(tǒng)響應的快速性和數據處理的高效性,我們選擇STC12C5A60S2單片機作為控制系統(tǒng)的處理芯片;電機的運轉速度是控制系統(tǒng)中最主要的控制