康復(fù)機(jī)械手嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、康復(fù)機(jī)械手是一種幫助手外傷患者迅速康復(fù)的醫(yī)療機(jī)器人，依據(jù)是現(xiàn)代循證醫(yī)學(xué)(Evidence Based Medicine，簡(jiǎn)稱EBM)和連續(xù)被動(dòng)理論(Contin-uous Passive Motion，簡(jiǎn)稱CPM)，對(duì)手外傷患者進(jìn)行連續(xù)被動(dòng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練有利于手指功能康復(fù)，這項(xiàng)研究已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)工程及機(jī)器人學(xué)科的一個(gè)熱點(diǎn)方向。結(jié)構(gòu)仿生、重量輕、體積小、可靠性高、控制簡(jiǎn)單和操作靈活方便是多自由度康復(fù)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)。
　　作者研究了國(guó)內(nèi)

2、外嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，依據(jù)嵌入式設(shè)計(jì)方法，比較各種嵌入式微處理器的性能，圍繞嵌入式微處理器選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng)，以康復(fù)機(jī)械手設(shè)計(jì)指標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計(jì)制作了滿足康復(fù)機(jī)械手功能需求的嵌入式控制系統(tǒng)。
　　本文首先闡述了康復(fù)機(jī)械手各個(gè)子系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和功能，主要包括機(jī)械本體，采集手指位置、力矩信號(hào)的傳感器系統(tǒng)以及基于ARM、FPGA和DSP的電氣系統(tǒng)。
　　其次，根據(jù)直流電機(jī)PWM（Pulse Width Modulation）

3、控制原理，設(shè)計(jì)制作了基于FPGA的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)器包括微型驅(qū)動(dòng)模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、傳感器信號(hào)采集模塊。FPGA作為驅(qū)動(dòng)器的核心器件，主要負(fù)責(zé)產(chǎn)生控制電機(jī)的PWM信號(hào)，采集傳感器信息并把信息通過(guò)LVDS（Low Volt-age Differential Signaling）方式上傳給嵌入式控制器。
　　再次，設(shè)計(jì)制作了基于ARM和DSP的異構(gòu)雙處理器構(gòu)成系統(tǒng)的嵌入式控制器。該控制器由以ARM為核心的人機(jī)交互模塊和以DSP為核