手功能康復(fù)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、臨床數(shù)據(jù)顯示，近年來中風(fēng)和腦外傷而導(dǎo)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(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。本文旨在開發(fā)一種新型的可穿戴的用于手功能康復(fù)的智能機(jī)器人系統(tǒng)，輔助患者完成手指抓握和伸展運(yùn)動(dòng)，解決傳統(tǒng)人工康復(fù)訓(xùn)練方法中存在的問題。 本研究設(shè)計(jì)了機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，使之符合人手的生理特征，并且采用氣動(dòng)肌肉作為驅(qū)動(dòng)器，使機(jī)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(chǔ)上，對機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用DSP芯片TMS320F2812與單片機(jī)C8051F020協(xié)調(diào)控制方式，DSP主要負(fù)責(zé)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(jī)負(fù)責(zé)管理外圍電路、人機(jī)交互等，DSP與單片機(jī)之間通過雙口RAM進(jìn)行高速通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，并外擴(kuò)了8個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換通道輸出控制信號，可獨(dú)立控制8條氣動(dòng)肌肉。機(jī)器人系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)通過串口通信，既可以將訓(xùn)練數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行參數(shù)處理和分析，通過計(jì)算機(jī)屏幕或者

3、其他媒體（如聲音）為治療師和患者提供實(shí)時(shí)而簡潔的反饋信息，也可以接收計(jì)算機(jī)的控制命令，設(shè)定訓(xùn)練模式、訓(xùn)練參數(shù)等，并且控制系統(tǒng)自帶液晶顯示器與鍵盤，外擴(kuò)4MB的FLASH存儲(chǔ)器，完全可以脫離計(jì)算機(jī)獨(dú)立使用。接著論文介紹了四層PCB電路板的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，說明了設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。最后對系統(tǒng)硬件進(jìn)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(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了控制系統(tǒng)的采集、通信、輸出控制、人機(jī)交互等功能，并且運(yùn)行穩(wěn)定可靠