下肢康復(fù)機(jī)器人嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、下肢康復(fù)機(jī)器人作為醫(yī)療機(jī)器人的一個(gè)重要分支,它的研究貫穿了生物力學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、傳感技術(shù)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)以及機(jī)器人學(xué)等諸多領(lǐng)域,已經(jīng)成為了機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于下肢康復(fù)機(jī)器人服務(wù)對(duì)象為特殊人群,所以對(duì)其控制系統(tǒng)提出了更高的要求。
　　嵌入式系統(tǒng)作為后PC時(shí)代的主力軍,是一種用于控制、監(jiān)測或協(xié)助特定機(jī)器和設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的計(jì)算機(jī),被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人控制系統(tǒng)中。本文根據(jù)下肢康復(fù)機(jī)器人的機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)要求提出了

2、下肢康復(fù)機(jī)器人進(jìn)行控制嵌入式控制系統(tǒng),并從以下幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行了研究:
　　首先,分別對(duì)下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人、減重平臺(tái)系統(tǒng)和多模式運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的功能進(jìn)行了分析。根據(jù)各個(gè)部分的功能分別提出了對(duì)應(yīng)的控制方案,根據(jù)各部分的控制方案及控制原則劃分模塊并搭建各自的嵌入式硬件控制平臺(tái)。選擇ARM7內(nèi)核的LPC2132微處理器作為嵌入式控制平臺(tái)的核心控制芯片,并著重介紹了各個(gè)模塊的電路設(shè)計(jì)方法。
　　其次,對(duì)下肢康復(fù)機(jī)器人控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì),

3、引入了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的概念。首先著重介紹了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)UC/OS-II的移植方法和移植過程。然后,根據(jù)下肢康復(fù)機(jī)器人的功能劃分軟件的任務(wù),并且根據(jù)模塊化思想編寫各個(gè)任務(wù)軟件。
　　再次,設(shè)計(jì)了下肢康復(fù)機(jī)器人單關(guān)節(jié)PID控制器并將它移植到在ARM7上。首先建立下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人單關(guān)節(jié)數(shù)學(xué)模型,然后引入PID控制器并將其植入LPC2132微處理器中,最后利用MATLAB的SIMULINK模塊進(jìn)行仿真。
　　最后,對(duì)下