帶有力反饋的掰手腕機器人的研究.pdf

1、掰手腕機器人是近年來比較熱門的研究領(lǐng)域之一，涉及微電子、傳感器控制、人工智能、人-機交互、運動生物力學(xué)、人機工程學(xué)等多門學(xué)科。掰手腕機器人的研究具有良好的實用價值和社會意義：將掰手腕機器人作為醫(yī)療康復(fù)器械，用于鍛煉人的臂力和腕力，能夠有效地幫助肌肉萎縮、中風(fēng)等傷病人士進行康復(fù)治療；也可將掰手腕機器人用于娛樂，讓參與者在輕松游戲的同時接受機器人相關(guān)知識的普及教育。
　　 本項研究分析了真人掰手腕過程中手臂發(fā)力特點并據(jù)此設(shè)計掰手腕機

2、器人。在和機器人進行的掰手腕游戲中，設(shè)有勝利、失敗和僵持等多種比賽狀況，實時的力反饋控制方式令參賽者能在和機器人進行比賽的過程中有和真人掰手腕的臨場感，實現(xiàn)掰手腕機器人的高度擬人化。論文的具體內(nèi)容主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　 1、研究人體上肢的肌肉、骨骼和關(guān)節(jié)的生理結(jié)構(gòu)、運動原理及運動特點，將機械臂簡化為兩連桿模型并進行受力分析，根據(jù)分析結(jié)果確定力傳感器的最佳貼片位置并在此基礎(chǔ)上完成力傳感器的設(shè)計和標定以及力反饋控制算法的編寫

3、，建立基于PCI總線的掰手腕機器人力覺感知系統(tǒng)。
　　 2、分析掰手腕機器人的具體工作要求，以實時的力反饋信號作為控制決策參考信息設(shè)計掰手腕機器人的閉環(huán)控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)控制的精度和機器人的仿真度。完成掰手腕機器人的硬件連接和控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，并搭建掰手腕機器人實驗平臺。
　　 3、在實驗平臺上進行不同情況下的掰手腕比賽實驗并對實驗過程中采集的力信號、電機轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)進行分析，驗證掰手腕機器人在比賽中的工作性能以及力反