手功能康復機器人的結構與控制系統(tǒng)設計.pdf

1、臨床數(shù)據(jù)顯示，近年來中風和腦外傷而導致的肢體癱瘓患者數(shù)量顯著增加，其中大多生活無法自理，不僅造成患者生理和心理上的巨大壓力，而且給患者家庭和社會帶來了沉重的負擔。本文旨在開發(fā)一種新型的可穿戴的用于手功能康復的智能機器人系統(tǒng)，輔助患者完成手指抓握和伸展運動，解決傳統(tǒng)人工康復訓練方法中存在的問題。 本研究設計了機器人的機械結構，使之符合人手的生理特征，并且采用氣動肌肉作為驅動器，使機器人具有穿戴舒適性和使用安全性，適合家庭和社區(qū)中使

2、用。在此基礎上，對機器人控制系統(tǒng)的硬件進行了設計，系統(tǒng)采用DSP芯片TMS320F2812與單片機C8051F020協(xié)調(diào)控制方式，DSP主要負責傳感器數(shù)據(jù)采集、智能控制算法及數(shù)據(jù)輸出，單片機負責管理外圍電路、人機交互等，DSP與單片機之間通過雙口RAM進行高速通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并外擴了8個數(shù)模轉換通道輸出控制信號，可獨立控制8條氣動肌肉。機器人系統(tǒng)與計算機通過串口通信，既可以將訓練數(shù)據(jù)傳輸給計算機進行參數(shù)處理和分析，通過計算機屏幕或者

3、其他媒體（如聲音）為治療師和患者提供實時而簡潔的反饋信息，也可以接收計算機的控制命令，設定訓練模式、訓練參數(shù)等，并且控制系統(tǒng)自帶液晶顯示器與鍵盤，外擴4MB的FLASH存儲器，完全可以脫離計算機獨立使用。接著論文介紹了四層PCB電路板的設計經(jīng)驗，說明了設計時的注意事項。最后對系統(tǒng)硬件進行了調(diào)試，使控制電路可以穩(wěn)定工作。本文利用CCS開發(fā)環(huán)境對系統(tǒng)進行了軟件設計與調(diào)試，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的采集、通信、輸出控制、人機交互等功能，并且運行穩(wěn)定可靠