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基于C8051F020的假肢控制系统设计

作者:时间:2011-09-08来源:网络收藏

是人体缺损肢体的替代物,用以弥补缺损肢体的形状和功能。本文针对失去整个手臂的情况,出一种仿人手臂形。使用者可以补偿部分缺失的功能,达到生活自理甚至于可以从事基本劳动,减少身心痛苦,同时也相应地解放了护理工作用。在中,采用[1]单片机作为主控制器,并通过CPLD(Complex Programmable Logic Device)完成对各个关节控制量的检测以及凌阳61单片机实现语音控制功能。
1 机器人结构
 多自由度机器人型假肢(上肢)拥有6个自由度,其结构原理图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/161507.htm

2 假肢的硬件
2.1 控制器的工作原理

 原理框图如图2所示,主要由控制、驱动、被控对象和检测反馈四个部分构成。控制部分主要由C8051f020完成;驱动部分由6个电机驱动器构成;被控对象即是六自由的假肢;检测反馈部分主要由CPLD检测目标位置各个关节的控制量。系统主要采用按键控制和语音控制两种控制方式。

2.1.1 按键控制
  系统采用了12个独立式按键对6个电机正反方向转动的控制,电机的转动驱动着各个关节进行运动。各个按键对应控制关节运动情况如表1所示。


2.1.2 语音控制
 语音识别模块由SPCE061A单片机完成。首先,对各个命令进行训练,并将训练结果保存下来。在系统运行过程中,当SPCE061A单片机识别出某条命令时,它会通过串口给发送指令,当C8510F020接收到相应的指令时,控制相应的关节做相应的运动[2]。例如:当SPCE061A识别出“手指张开”命令时,将会通过串口发送如“0x10”的十六进制的数,当通过串口接收到“0x10”后,就会控制手指做张开运动。其他关节控制亦如此。其语音命令的控制形式如图3所示。


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