近几年,人们追求美、追求时尚的意识越来越高。假发套产品作为展示个人魅力的重要工具,已经形成了一个庞大的市场。当前对假发套的植发仍主要靠人工来完成,效率低下,完全无法满足市场的需求。本课题以假发套制作机为研究对象,首先对假发套制作机的机械结构进行了设计,然后将嵌入式技术应用于假发套制作机的控制系统中,从而实现了自动植发。机械结构部分是在已有技术的基础上进行改进,设计了一种数控五坐标结构的假发套制作机,包括三个直角坐标和两个旋转关节坐标,随后对假发套制作机的正、逆运动学进行了分析。为了实现假发套制作机对头模进行自动定点植发,对植发点和植发路径进行了规划。通过在头模网格曲面上构造等距曲线的方法来确定植发点的位置并确保植发点等距;建立以能耗函数为目标函数,以运动学方程和动力学方程为约束条件的方程组,用蚁群算法对植发路径进行最优规划。在控制方面,采用ARM+DSP的双核结构,选用STM32F103作为上位机主控制器,TMS320F28335作为下位机运动控制器,使用CAN总线进行主从控制器之间的通讯。基于双CPU的架构,搭建控制系统的硬件平台,使用Altium Designer对主控制器的电源模块、调试模块、存储模块、通讯模块、人机交互模块及运动控制器的接口电路、检测模块等进行了原理图的设计。软件部分包括了上位机软件和步进电机控制。在ARM平台上实现了嵌入式操作系统μC/OS-II的移植,根据控制要求设计了系统的应用任务;采用VGUS组态软件对触摸屏进行开发,设计了触摸屏的相关程序,并设计出符合植发需求的用户界面;对ARM主控制器与DSP运动控制器之间的CAN总线通信进行了设计;最后采用指数加减速算法实现DSP对步进电机的控制。搭建系统实验平台,通过蚁群算法的仿真验证了植发路径规划的可行性。对ARM与触摸屏的通信以及ARM与DSP的通信进行了测试,验证了控制系统的可靠性,为后续的假发套制作机的研究提供了软硬件基础。