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智能上肢可以帮助上肢残疾者进行获取食物、使用工具等运动,但智能假肢的控制是亟待解决的一个问题,从神经信号中解析出肢体的运动信息,用截肢者的主动意识来控制假肢是智能假肢研究的一个热点。本文以国家自然科学基金重点项目为背景,开发了一套应用于生物神经运动信息分析的多功能实验平台,该平台可以引导实验对象(实验猴)根据实验范式执行指定的伸展抓握任务并对实验过程进行监控。本文设计的实验平台包括机械结构、控制系统硬件部分和控制系统的软件部分。首先根据伸展抓握运动的行为学特征,设计了引导实验对象进行伸展抓握运动的机械结构,包括目标物体设计、舵机的支撑结构及主体部分支撑结构的设计、压力传感器的安装等,不仅能够满足稳定性,还能满足对实验范式多样性的要求。硬件部分的设计采用C8051F020单片机为主控芯片,利用舵机根据实验范式要求改变目标物体位置和方向,采集多路压力传感器信号判断实验猴的手是否到达指定的位置,并利用LED灯提示实验对象所应该完成的实验任务。硬件电路部分包括主控模块、信号采集处理模块和电机驱动模块,控制程序语言为单片机C语言。软件部分主要是基于MFC的综合控制程序,包括参数配置模块、硬件调试模块以及实验过程控制模块。参数配置模块设置实验过程中的各类参数;硬件调试模块检测电机、传感器、LED等的工作状态;实验过程控制模块实时显示实验流程、实验完成情况及各状态参数,上位机与单片机之间的通信通过串口完成。最后,实验平台用于动物实验,对采集到的数据进行处理以验证实验平台是否满足设计要求。