五自由度仿人型殘疾人假手控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、多自由度仿人型假手的研究是機(jī)器人領(lǐng)域近幾年備受關(guān)注的研究課題之一，該課題的研究具有很大的理論研究?jī)r(jià)值和潛在市場(chǎng)價(jià)值，對(duì)于改善殘疾人的生活條件以及促進(jìn)醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目“高性能仿人型假手”（項(xiàng)目編號(hào)：2009AA043803）和國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“新一代仿人型殘疾人假手系統(tǒng)及理論的研究”（項(xiàng)目編號(hào)：50435040），研究了具有力位感知功能、各手指獨(dú)立驅(qū)動(dòng)新型仿生假手的控制器，研制了

2、無(wú)線傳輸方式的表面肌電傳感器，并對(duì)阻抗控制的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，本文還設(shè)計(jì)了半掌手底層控制器。
　　本文研究的假手是在實(shí)驗(yàn)室前幾代假手的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和臨床反饋信息設(shè)計(jì)的新型仿人型假手，假手共五個(gè)手指，每個(gè)手指由一個(gè)電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，手指有三個(gè)關(guān)節(jié)構(gòu)成，通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)手指的全耦合。假手尺寸略小于人手，重量約為420克。
　　通過(guò)對(duì)假手要實(shí)現(xiàn)的控制功能的分析，采用分層的控制結(jié)構(gòu)：頂層控制器以DSP為核心，主要實(shí)現(xiàn)人機(jī)

3、交互控制；底層控制器采用DSP+CPLD方案，主要實(shí)現(xiàn)假手本體的控制。本文主要針對(duì)假手的底層控制器進(jìn)行研究，完成運(yùn)動(dòng)控制模塊和傳感器信號(hào)處理模塊的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮了假手的低功耗設(shè)計(jì)和集成化設(shè)計(jì)。
　　由于肌電控制是假手的主要控制方式，本文采用自制的基于無(wú)線傳輸方式的表面肌電傳感器，構(gòu)建肌電控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)假手的肌電控制。本文設(shè)計(jì)表面肌電信號(hào)的拾取和調(diào)理模塊，基于CC2510設(shè)計(jì)表面肌電信號(hào)采集和無(wú)線傳輸模塊，采用時(shí)分多址的通