近年来,上假肢行业蓬勃发展。究其原因主要是上假肢潜在消费群体的增加。一方面由于人口老龄化问题的加剧,老年群体对上假肢的需求量很大。另一方面,由于社会发展较快,工业事故、交通事故以及自然灾害的频发,残疾人群体的人数增长迅速,该群体中越来越多的人迫切需要上假肢的协助来完成日常生理活动。本文中主要是针对一种上假肢的控制机理和控制系统进行了研究。在控制机理上,首先,根据上假肢的机械结构特点,使用DH建模方法对上假肢样机建立了相应的坐标系,并对其正运动学的方程进行了推导。其次,为了实现对正运动学的仿真验证,在MATLAB环境下的机器人工具箱中建立了机器人模型,通过编程实现了仿真的界面演示。对于上假肢的逆运动学求解,由于过程繁琐,故在此采用GRNN神经网络算法。通过在上假肢关节工作区域内进行离散取样,在MFC环境下对样本进行了采集并对神经网络进行了训练,平台实验效果证明该方法求出逆解数值精度符合要求。最后对上假肢系统定位原理进行了阐述,对各个测量元器件分别建立了相应的坐标系,最终实现目标物体到基础坐标的位置转换。此外,本文还对上假肢控制系统的软硬件进行了设计。上假肢的控制系统是由上位机、各类传感器、舵机以及STM32单片机组成。硬件方面,本文对微处理器、各个传感器以及通信转换模块等都进行了选型,并对系统中模块所需的电路进行了设计。软件方面,上位机采用VS2013作为开发环境,MFC框架下完成了对上位机界面的设计以及多线程的数据处理程序的编写,下位机软件系统选取MDK为开发工具,在该环境中完成了串口设置、优先级的配置、数据采集以及手端开合等一系列程序设计。最后还对整个上假肢系统进行了测试,包括操作前各模块的调试以及对目标物体的实验抓取等内容,从而验证了本次系统设计的可行性。