基于ARM微控制器的醫(yī)療機(jī)器人主從控制系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)應(yīng)用等突出特點。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于醫(yī)療機(jī)器人的控制，將推動醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)向小型化、便攜式、低功耗方向發(fā)展。 本文在實驗室自主研發(fā)的用于顯微外科手術(shù)機(jī)器人的關(guān)節(jié)式主手與從手手指的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了嵌入式Linux主從控制系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括兩個部分：關(guān)節(jié)式主手與從手手指間的主從力反饋夾持控制系統(tǒng)和主手關(guān)節(jié)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 首先，基于AT91RM9200 ARM微控制器設(shè)計了

2、ARM控制板硬件電路，并在硬件電路基礎(chǔ)上實現(xiàn)了Linux內(nèi)核及文件系統(tǒng)的剪裁與移植。 其次，在ARM控制板外圍進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動模塊的電路擴(kuò)展。在擴(kuò)展電路的基礎(chǔ)上設(shè)計了Linux內(nèi)核空間下的硬件驅(qū)動程序及用戶空間下的控制程序，結(jié)合力反饋環(huán)節(jié)實現(xiàn)了主從力反饋夾持控制系統(tǒng)設(shè)計。 再次，基于ARM控制板進(jìn)行了FPGA外部接口電路擴(kuò)展及內(nèi)部邏輯電路設(shè)計，并實現(xiàn)了控制板與計算機(jī)的串行通訊接口電路。設(shè)計了Linux內(nèi)核空