【正文】 題 目 康復訓練交互裝置控制電路設計 、 1 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................. 2 ABSTRACT..................................................................................................................... 3 第一章 緒論 .................................................................................................................... 4 課題的研究背景及意義 ........................................................................................ 4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................................................................... 5 國外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................. 5 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ............................................................................................. 7 現(xiàn)有手指康復裝置的不足 ..................................................................................... 9 本文研究內(nèi)容 ...................................................................................................... 9 第二章 手指康復機器人控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) ............................................................ 10 硬件電路總體結構 ............................................................................................ 10 主控制模塊 ........................................................................................................ 10 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊 .......................................................................................11 力矩傳感器放大電路 ................................................................................11 力矩傳感器濾波電路 ................................................................................ 14 光電編碼器辨向電路 ......................................................................................... 19 光電編碼器的信號整形電路 ...................................................................... 20 解碼分離電路 ........................................................................................... 21 直流電機驅(qū)動電 路 ............................................................................................. 27 磁流變液阻尼器驅(qū)動控制電路 ............................................................................ 32 DA轉(zhuǎn)換電路 ............................................................................................ 32 磁流變液阻尼器電流驅(qū)動模塊 .................................................................. 34 USB通信及調(diào)試接口模塊 .................................................................................. 37 電源管理模塊 ................................................................................................... 38 第三章 總結與展望 ........................................................................................................ 41 課題總結 .......................................................................................................... 41 展 望 ................................................................................................................. 41 參考文獻 ........................................................................................................................ 42 致 謝 ........................................................................................................................... 43 2 摘 要 我國經(jīng)濟飛速發(fā)展，現(xiàn)代居民的生活質(zhì)量、生活習慣和方式發(fā)生了翻天覆地的變化，與此同時，中風患者的數(shù)目逐年遞增。中風的死亡率高，就算患者能夠幸存，大多數(shù)也會留下不同程度的癱瘓的后遺癥。 針對這些留有后遺癥的患者 ，我們將現(xiàn)代的機器人技術引入到對患者的偏癱康復訓練中去，大大提高了對其康復訓練的效率。本課題研究是單個手指的康復訓練恢復系統(tǒng)的控制系統(tǒng)硬件電路設計。 本文首先介紹手指康復訓練機器人的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，發(fā)展趨勢前景。通過對國內(nèi)外手指康復訓練領域的分析，確定采用磁流變液技術實現(xiàn)力反饋驅(qū)動裝置。本文主要介紹該磁流變液裝置的硬件電路設計。 依據(jù)偏癱患者手指康復訓練的階段和需求，設計出基于磁流變液的被動力反饋實現(xiàn)機理以及主被動混合驅(qū)動力反饋控制方法。手指康復系統(tǒng)硬件電路主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、驅(qū)動控制模塊、通信調(diào)試及接 口模塊和電源轉(zhuǎn)換和管理模塊。在原理圖設計的基礎上結合實驗仿真來確保設計的可行性。 關鍵詞： 手指康復； 磁流變液； 控制系統(tǒng)； 硬件電路設計 3 ABSTRACT As the economy develops rapidly, the quality of life,habitats and lifestyle have undergone huge changes. At the same time,the number of stroke patients raises annually. The mortality rate of stroke is very high. Though some survive,most of them will surfer varying degrees of paralysis sequel. Modern robotics technology is introduced for those patients with paralysis sequel. During their rehabilitation,modern robotics technology plays a very great role and improves efficiency greatly. This subject mainly studies the designing of hardware circuit for a finger rehabilitation system. In the beginning, this paper introduces the current research status and trend of the finger rehabilitation system. According to the analysis of recent researches in the field of finger rehabilitation,MagoRheological Damper in force feedback is introduced in the rehabilitation system. Based on the phases and demands of finger rehabilitation,this paper has investigated passive force feedback mechanism and achieved force feedback control method for a hybrid of active amp。 passive circuit of the finger rehabilitation system contains data acquisition module,dive control module,munication debugging and interface modules and power conversion and management modules. On the basis of rational schematic design and bining circuit simulation,the feasibility of the circuit gets guaranteed. Keywords: finger rehabilitation。 MagoRheological Damper。 control system。 hardware circuit designing 4 第一章 緒論 腦卒中又稱腦血管意外， 因為突發(fā)性的或者腦血管病變從而引起腦功能障礙，并且持續(xù)二十四小時以上或者直接導致死亡的癥候群。每年腦卒中的發(fā)病率為 200/100 萬， 存活者中約 75% 致殘， 40% 的患者留下功能障礙， 15% ～ 30%的患者留下重度殘疾 [1]。臨床以昏仆，口舌歪斜，失語，偏身麻木，半身不遂等癥狀，其中肢體功能障礙為主要致殘原因。 腦中卒發(fā)病迅速，變化快，一般是是老年人容易患上中風。腦中卒患者如果得以幸存，往往會留下后遺癥，一些語言或者肢體的障礙會給患 者自我的生活帶來極大的不便。隨著人們生活水平的不斷提高，一些人的生活作息不規(guī)律，飲食不健康，長期缺乏適當運動，人體的生理