下肢步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人技術(shù)是近年來發(fā)展非常迅速的一門學(xué)科，是機(jī)器人技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新應(yīng)用。下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人是其中一種，在跑步機(jī)的配合下，該機(jī)器人能模擬出正常人的步態(tài)，幫助病人按照正常的步態(tài)行走，形成良好的條件發(fā)射，進(jìn)而不斷刺激病人大腦中樞神經(jīng)，達(dá)到行走康復(fù)目的。
　　 本課題的主要研究?jī)?nèi)容是下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在對(duì)人體下肢骨骼結(jié)構(gòu)和相關(guān)醫(yī)學(xué)知識(shí)進(jìn)行深入分析后，設(shè)計(jì)出一套可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)、輕便的下肢康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)。課

2、題中，首先簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外的下肢康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展?fàn)顩r、提出了控制系統(tǒng)總體方案、分析了康復(fù)醫(yī)學(xué)理論知識(shí)，并設(shè)計(jì)出了單腿外骨骼；其次，完成了硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試、下位機(jī)單片機(jī)控制程序和上位機(jī)LabVIEW監(jiān)控程序編制；最后，對(duì)下肢步態(tài)康復(fù)機(jī)器人的控制策略進(jìn)行詳細(xì)地研究與分析，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)控制算法進(jìn)行了驗(yàn)證和優(yōu)化。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過適當(dāng)?shù)目刂撇呗钥梢杂行У啬M出正常人行走的步態(tài)，驗(yàn)證了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性、可靠性和實(shí)用性。
　　

3、控制系統(tǒng)選用Silicon公司的C8051F040高速單片機(jī)作為主控制器，C語言編寫主控程序。監(jiān)控設(shè)備采用界面友好的PC機(jī)，LabVIEW編寫監(jiān)控程序。同時(shí)利用了FTDI公司的并口轉(zhuǎn)USB芯片F(xiàn)T245RL實(shí)現(xiàn)主控制器與監(jiān)控設(shè)備的高速交互通信。并成功地把控制器局部網(wǎng)—CAN (Controller Area Network)應(yīng)用到多關(guān)節(jié)機(jī)器人中的控制中，實(shí)現(xiàn)了更多關(guān)節(jié)、更遠(yuǎn)距離和更高速度的數(shù)據(jù)交互，為護(hù)理人員的遠(yuǎn)程監(jiān)控帶來了極大的方便。