【正文】 大器只工作于飽和或者截止兩種狀態(tài)，管耗基本為零，但是由于其無法進行調(diào)節(jié)，所以一般只適用于驅(qū)動繼電器、步進電機和電磁閥；線性功率放大器控制波形失真率小，控制調(diào)節(jié)方便，驅(qū)動電機時電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，抖動較小，干擾也較小，但放大器的效率較低，消耗在功率放大器上的功率損耗較大。 考慮到本系統(tǒng)的使用對象是上肢患有運動障礙的患者，如果訓練過程電機產(chǎn)生較大抖動則容易對患者造成二次拉傷。因此考慮到系統(tǒng)穩(wěn)定性要求，選用了穩(wěn)定性較好的線性功率放大器。 由于本系統(tǒng)的對象是患者，在訓練的過程中要求電機有很好的低速堵轉(zhuǎn)性能，因此采用了直流力矩電機，直流力矩電機具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動小等特點，廣泛使用于需要頻繁正反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動作的各種機械上。 電機的參數(shù)選擇在立柱升降對患者進行上肢屈伸康復訓練的過程中，考慮到患者的承受能力，設(shè)定其移動速度為m/s ，立柱以上整體的質(zhì)量m=50kg，因此，得到功率 （） 代入數(shù)據(jù)，得=50W 在立柱的傳動鏈中，選擇絲杠的效率=，滾動軸承的效率=，齒輪的傳動效率為=，因此估算得到電機的功率 （）代入數(shù)據(jù)得到P=150W 當立柱升降時，所受到的垂直方向的阻力。折算到電動機軸上的負載轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足折算前后前后的功率不變原則，考慮傳動機構(gòu)的傳動損耗，則有 （）式中 ——折算到電機軸上的負載轉(zhuǎn)矩，N m F——工作機構(gòu)直線運動時運動所受到的阻力，N v——工作機構(gòu)的線速度，m/s ——電動機的轉(zhuǎn)速，r/min——總的傳動效率代入數(shù)據(jù)得 N. m綜合考慮之后，選擇的是淄博床架電機有限公司的產(chǎn)品。 電機參數(shù) 型號輸出轉(zhuǎn)矩（N mm）輸出轉(zhuǎn)速（r/min）功率（W）電壓（V）110SZ611043150015012 　110SZ61電機 位置傳感器的選擇本系統(tǒng)的位置傳感器選用滑動電阻器式角位置傳感器，該傳感器具有性價比高、精度高、線形度好等特點，其滿量程的阻值為1WK。，角位置傳感器的轉(zhuǎn)軸通過柔性聯(lián)軸節(jié)與電機的轉(zhuǎn)軸安裝在一起，當電機轉(zhuǎn)動時，帶動位置傳感器轉(zhuǎn)動從而使其電阻值發(fā)生變化，加上外圍電路后其輸出電壓也隨之改變。其中柔性連軸節(jié)用于克服電機軸芯線與位置傳感器轉(zhuǎn)軸軸心線偏差所帶來的跳動和測量誤差。 力傳感器的選擇本系統(tǒng)中力傳感器采用應(yīng)變片式力傳感器，其內(nèi)部的4個應(yīng)變片的貼片電阻構(gòu)成全橋電路，經(jīng)調(diào)理放大后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)后后送入ARM處理器。本系統(tǒng)選用北京鴻基點科技發(fā)展有限公司的BK5B型懸臂梁式測力/稱重傳感器，量程為3kg，％。力傳感器安裝在機械臂的前端，這樣可以減少運動中的慣性力的影響，如果將其安裝在機械臂的后端，理論上雖然可以獲得較大的形變，但是機械臂運動過程中所產(chǎn)生的較大的慣性力將嚴重影響力的輸出值，使其與實際力產(chǎn)生較大的誤差。 安全性設(shè)計在緒論中本文已經(jīng)提到，本康復系統(tǒng)的所應(yīng)用的對象是上肢患有運動障礙的患者。使用方式是患者在機械臂的牽引下完成一系列的康復訓練，而機械臂是由電機直接驅(qū)動的，考慮到對象的特殊性，萬一在訓練過程中系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會導致患者產(chǎn)生二次受傷，將會背離康復訓練的初衷，所以康復訓練系統(tǒng)在保障患肢安全性方面要求很高。針對這一要求，系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)的設(shè)計中都采取了一定的保護措施。 在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，保證機械臂的運動空間與患肢的運動空間不發(fā)生干涉；為了將機械臂控制在一個合理的工作范圍內(nèi)，在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中加入了限位裝置，從而限制了機械臂旋轉(zhuǎn)的角度，防止出現(xiàn)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的情況。在控制系統(tǒng)的設(shè)計中，使用阻抗控制策略將力的控制加入到控制系統(tǒng)中，允許患者的運動軌跡與機器人的規(guī)劃軌跡不一致，從而將患者與機械臂之間的相互作用力控制在一個合理的范圍內(nèi)；并通過軟件限制機械臂旋轉(zhuǎn)的角度范圍，醫(yī)師可以根據(jù)患者當前的情況設(shè)定合理的運動范圍。結(jié)束語機器人輔助運動功能康復技術(shù)是機器人研究領(lǐng)域的前沿和熱點?？祻蜋C器人，尤其是遠程康復訓練機器人系統(tǒng)的發(fā)展為偏癱康復治療提供了一個良好的機遇。運用先進的康復醫(yī)學知識結(jié)合機器人技術(shù)進行腦神經(jīng)康復治療、改善偏癱患者肢體運動功能，研制符合患者病情特點的康復設(shè)備，具有重大現(xiàn)實意義和廣闊的市場前景。參考文獻[1] 呂廣明,孫立寧,[J].哈爾濱工業(yè)大學學報,2004,36(9):12241231.[2] 呂廣明,孫立寧,沈剛. 基于CMAC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的康復機器人的智能控制技術(shù)[J].哈爾濱工程大學報,2006,27(5): 662665.[3] 趙京東，姜力,劉宏,等. 基于DSP的三自由度肌電假手實時控制方法[J].航空學報,2007,28(5):12571261.[4] Wang RC, Jiang MW, Jin DW. Development of a new tactileslip sensor for EMG controlled prosthetic hand. ICSCA. 2006.[5] Kiguchi K, Tanaka T, Fukuda T. Neurofuzzy control of a robotic exoskeleton with EMG signals. IEEE Trans Fuzzy Systems. 2005。12(4):481490[6] Fukuda O，Tsuji T，Kaneko M. A humanassisting manipulator teleoperated by EMG signals and arm motions. IEEE Trans Rob 。19(2):210222.[7] MussaIvaldi S. Real brains for real robots. Nature. 2000。408: 305306[8] 任宇鵬,王廣志,程明,等. 基于腦機接口的康復輔助機械手控制[J].中國康復醫(yī)學雜志,2004,19(5):330333. 答謝辭論文完成之際，感謝老師對我論文的悉心指導，從論文選題到論文的寫作過程給予我真誠的鼓勵、中肯的建議和指導。她嚴謹?shù)闹螌W作風給予我深深地影響，促使我在論文寫作中精益求精。對老師的辛勤指導，呈上我最誠摯的謝意。感謝我的其他專業(yè)課老師，是她們給予我一些基礎(chǔ)知識教導，在擁有這些知識基礎(chǔ)上才能使我更有信心完成這次的畢業(yè)設(shè)計。感謝我的班主任，因為在大學里大多時間是自主學習，是他從大一開始一直叮囑我們在大學里不能只顧玩而忘記學習，讓我們在畢業(yè)之際沒有像其些同學那樣感到在大學里虛度了好幾年。感謝我的同班同學們，感謝他們平時在學習方面給予幫助；做畢業(yè)設(shè)計之時，百忙之中，依舊能夠隨時對我的畢業(yè)設(shè)計給予指導與幫助。感謝本文參考文獻提到的作者及合作者，是他們的成果奠定了我的工作基礎(chǔ)。特別感謝我的父母，是他們對我無私的物質(zhì)幫助和精神鼓勵使我渡過了大學時光。親情不言謝，但是我知道，我永遠愛他們。