论文部分内容阅读
康复训练机器人技术是近年来迅速发展起来的一门新兴技术，是机器人技术在医学领域的新应用。下肢康复训练机器人是其中的一种，它可以模拟正常人的行走姿态，并且可以承担一部分人体的重量，对下肢有运动障碍的病人进行有效的下肢康复训练。本课题的主要研究内容是下肢康复训练机器人的重心控制系统机构设计、硬件在回路中的仿真、控制系统设计和实验研究。 本文介绍了康复训练机器人以及绳驱动的国内外发展现状和应用情况，提出了重心控制系统的总体设计方案；对机构的运动学进行了简单的分析，并且运用Matlab中的Simulink模块对运动学进行了仿真。另外，通过DSPACE对系统进行硬件在回路中的仿真，利用Matlab中的ident命令得出了系统模型。根据系统模型，利用Matlab中的sisotool工具设计出PID控制器，为机器人的控制系统提供可靠的理论依据和参数。 根据仿真的结果，研制重心控制机器人的控制系统，设计基于TMS320LF2407A的微控制电路、存储器电路、3.3V-5V电平转换电路、编码器接口、串口通信等硬件电路，开发基于C汇编语言的下位机控制软件。 研制了重心控制机器人实验样机，介绍了下肢康复训练机器人重心控制部分的实验情况。进行了硬件电路实验和系统性能实验，实验证明重心控制机器人的机构和控制系统达到了设计要求，具有良好的康复训练效果。