假肢控制機(jī)理和控制系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2022-10-09 22:02
近年來(lái),上假肢行業(yè)蓬勃發(fā)展。究其原因主要是上假肢潛在消費(fèi)群體的增加。一方面由于人口老齡化問(wèn)題的加劇,老年群體對(duì)上假肢的需求量很大。另一方面,由于社會(huì)發(fā)展較快,工業(yè)事故、交通事故以及自然災(zāi)害的頻發(fā),殘疾人群體的人數(shù)增長(zhǎng)迅速,該群體中越來(lái)越多的人迫切需要上假肢的協(xié)助來(lái)完成日常生理活動(dòng)。本文中主要是針對(duì)一種上假肢的控制機(jī)理和控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。在控制機(jī)理上,首先,根據(jù)上假肢的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使用DH建模方法對(duì)上假肢樣機(jī)建立了相應(yīng)的坐標(biāo)系,并對(duì)其正運(yùn)動(dòng)學(xué)的方程進(jìn)行了推導(dǎo)。其次,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)正運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真驗(yàn)證,在MATLAB環(huán)境下的機(jī)器人工具箱中建立了機(jī)器人模型,通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)了仿真的界面演示。對(duì)于上假肢的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解,由于過(guò)程繁瑣,故在此采用GRNN神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。通過(guò)在上假肢關(guān)節(jié)工作區(qū)域內(nèi)進(jìn)行離散取樣,在MFC環(huán)境下對(duì)樣本進(jìn)行了采集并對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了訓(xùn)練,平臺(tái)實(shí)驗(yàn)效果證明該方法求出逆解數(shù)值精度符合要求。最后對(duì)上假肢系統(tǒng)定位原理進(jìn)行了闡述,對(duì)各個(gè)測(cè)量元器件分別建立了相應(yīng)的坐標(biāo)系,最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)物體到基礎(chǔ)坐標(biāo)的位置轉(zhuǎn)換。此外,本文還對(duì)上假肢控制系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。上假肢的控制系統(tǒng)是由上位機(jī)、各類(lèi)傳感器...
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題來(lái)源以及本文主要研究?jī)?nèi)容
2 上假肢機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.1 上假肢機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
2.2 上假肢運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.3 MATLAB環(huán)境下機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
2.4 上假肢系統(tǒng)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
2.5 本章小結(jié)
3 上假肢系統(tǒng)硬件選型與電路設(shè)計(jì)
3.1 定位方法簡(jiǎn)介
3.2 硬件選型與與調(diào)試
3.3 下位機(jī)電路設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 上假肢軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 MFC簡(jiǎn)介
4.2 上假肢工程項(xiàng)目的建立與相關(guān)控件使用
4.3 上位機(jī)程序的主要模塊說(shuō)明
4.4 下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5 本章總結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)部分
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與調(diào)試
5.2 上假肢系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)調(diào)試
5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間主要成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于STM32的物體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅雙,徐浩涵,王卉如,朱憲德,趙鵬,朱玳毅,白立春. 電子測(cè)試. 2017(23)
[2]基于STM32的PWM輸出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J]. 廉佐政,王海珍. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(08)
[3]姿態(tài)感知無(wú)線空中鼠標(biāo)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J]. 方晨晨,邵翔. 電子科技. 2017(05)
[4]基于MFC和WinSock的變電站燈光遠(yuǎn)程控制軟件[J]. 陳滔滔,陳爍彬,杜曉榮,吳偉密,蔣華. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(06)
[5]殘疾人就業(yè)影響因素研究文獻(xiàn)綜述[J]. 徐星月. 社會(huì)保障研究. 2016(06)
[6]殘疾人大眾性體育研究現(xiàn)狀分析[J]. 韓奇,仲崇霞. 運(yùn)動(dòng). 2017(02)
[7]我國(guó)殘疾人就業(yè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的分析[J]. 豆紅玉,韓旭峰. 經(jīng)濟(jì)師. 2016(08)
[8]Visual Studio 2015下基于MFC對(duì)話框工程的創(chuàng)建與控件的編程技巧[J]. 劉濤,賈麗娟,周劍強(qiáng),崔天龍,劉國(guó)慶,方麟. 黑龍江科技信息. 2016(09)
[9]CC3200和MPU6050的迷你四軸飛行器控制原理[J]. 孫銘,王锏,張耀軍. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(02)
[10]PAM仿生肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解建模及驗(yàn)證[J]. 楊輝,郝麗娜,項(xiàng)超群,韓輝,馬志灃. 液壓與氣動(dòng). 2015(02)
碩士論文
[1]基于慣性傳感器MPU6050的計(jì)步器設(shè)計(jì)[D]. 陳善武.大連海事大學(xué) 2016
[2]北京市肢體殘疾人現(xiàn)狀及假肢的需求分析[D]. 趙芳杰.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):3689429
【文章頁(yè)數(shù)】:85 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 課題的背景
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 課題來(lái)源以及本文主要研究?jī)?nèi)容
2 上假肢機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.1 上假肢機(jī)械結(jié)構(gòu)圖
2.2 上假肢運(yùn)動(dòng)學(xué)分析
2.3 MATLAB環(huán)境下機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真
2.4 上假肢系統(tǒng)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解
2.5 本章小結(jié)
3 上假肢系統(tǒng)硬件選型與電路設(shè)計(jì)
3.1 定位方法簡(jiǎn)介
3.2 硬件選型與與調(diào)試
3.3 下位機(jī)電路設(shè)計(jì)
3.4 本章小結(jié)
4 上假肢軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1 MFC簡(jiǎn)介
4.2 上假肢工程項(xiàng)目的建立與相關(guān)控件使用
4.3 上位機(jī)程序的主要模塊說(shuō)明
4.4 下位機(jī)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.5 本章總結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)部分
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建與調(diào)試
5.2 上假肢系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)調(diào)試
5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
6.1 總結(jié)
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間主要成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于STM32的物體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 羅雙,徐浩涵,王卉如,朱憲德,趙鵬,朱玳毅,白立春. 電子測(cè)試. 2017(23)
[2]基于STM32的PWM輸出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J]. 廉佐政,王海珍. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2017(08)
[3]姿態(tài)感知無(wú)線空中鼠標(biāo)的開(kāi)發(fā)與實(shí)現(xiàn)[J]. 方晨晨,邵翔. 電子科技. 2017(05)
[4]基于MFC和WinSock的變電站燈光遠(yuǎn)程控制軟件[J]. 陳滔滔,陳爍彬,杜曉榮,吳偉密,蔣華. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(06)
[5]殘疾人就業(yè)影響因素研究文獻(xiàn)綜述[J]. 徐星月. 社會(huì)保障研究. 2016(06)
[6]殘疾人大眾性體育研究現(xiàn)狀分析[J]. 韓奇,仲崇霞. 運(yùn)動(dòng). 2017(02)
[7]我國(guó)殘疾人就業(yè)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題的分析[J]. 豆紅玉,韓旭峰. 經(jīng)濟(jì)師. 2016(08)
[8]Visual Studio 2015下基于MFC對(duì)話框工程的創(chuàng)建與控件的編程技巧[J]. 劉濤,賈麗娟,周劍強(qiáng),崔天龍,劉國(guó)慶,方麟. 黑龍江科技信息. 2016(09)
[9]CC3200和MPU6050的迷你四軸飛行器控制原理[J]. 孫銘,王锏,張耀軍. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(02)
[10]PAM仿生肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解建模及驗(yàn)證[J]. 楊輝,郝麗娜,項(xiàng)超群,韓輝,馬志灃. 液壓與氣動(dòng). 2015(02)
碩士論文
[1]基于慣性傳感器MPU6050的計(jì)步器設(shè)計(jì)[D]. 陳善武.大連海事大學(xué) 2016
[2]北京市肢體殘疾人現(xiàn)狀及假肢的需求分析[D]. 趙芳杰.吉林大學(xué) 2016
本文編號(hào):3689429
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