康復機械手嵌入式系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、康復機械手是一種幫助手外傷患者迅速康復的醫(yī)療機器人，依據(jù)是現(xiàn)代循證醫(yī)學(Evidence Based Medicine，簡稱EBM)和連續(xù)被動理論(Contin-uous Passive Motion，簡稱CPM)，對手外傷患者進行連續(xù)被動運動訓練有利于手指功能康復，這項研究已經成為生物醫(yī)學工程及機器人學科的一個熱點方向。結構仿生、重量輕、體積小、可靠性高、控制簡單和操作靈活方便是多自由度康復機械手的發(fā)展趨勢。
　　作者研究了國內

2、外嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，依據(jù)嵌入式設計方法，比較各種嵌入式微處理器的性能，圍繞嵌入式微處理器選擇合適的嵌入式操作系統(tǒng)，以康復機械手設計指標為依據(jù)，設計制作了滿足康復機械手功能需求的嵌入式控制系統(tǒng)。
　　本文首先闡述了康復機械手各個子系統(tǒng)的基本結構和功能，主要包括機械本體，采集手指位置、力矩信號的傳感器系統(tǒng)以及基于ARM、FPGA和DSP的電氣系統(tǒng)。
　　其次，根據(jù)直流電機PWM（Pulse Width Modulation）

3、控制原理，設計制作了基于FPGA的直流電機驅動器。驅動器包括微型驅動模塊、運動控制模塊、傳感器信號采集模塊。FPGA作為驅動器的核心器件，主要負責產生控制電機的PWM信號，采集傳感器信息并把信息通過LVDS（Low Volt-age Differential Signaling）方式上傳給嵌入式控制器。
　　再次，設計制作了基于ARM和DSP的異構雙處理器構成系統(tǒng)的嵌入式控制器。該控制器由以ARM為核心的人機交互模塊和以DSP為核