德州仪器控制器提高假肢灵活性及易用性

德州仪器 (TI) 宣布 Liberating Technologies 的 Boston Digital Arm 假肢系统采用 TI 控制性能优化的集成型 TMS320C2000™ 数字信号控制器，该系统可为截肢患者提供独一无二的上肢假肢，具有更高的灵活性以及更强大的功能，从而进一步改善了截肢患者假肢的功能性与可用性。在同类竞争解决方案只能控制 3 个关节的情况下，Boston Digital Arm 上肢假肢使用户能够控制 5 个关节的运动，从而提高了灵活性与可编程性——为患者奉献最理想的定制解决方案，实现更自然的运动及更高的灵敏度，并能够在进行抓举时轻松改变用力。如欲了解有关全系列 C2000 数字信号控制器的更多详情，敬请访问 www.ti.com/c2000。
 
先进技术为假肢患者带来更丰富选择
不久以前，上肢假肢还依赖模拟控制，也就是说，用户只能依靠上肢肌肉的运动来控制假肢设备。但是，如果截肢患者上肢肌肉力量有限，就可能无法使用假肢或只能使用假肢的一小部分功能。患者抓东西时的力量是由一个预先定义的极值控制的，也就是说，抓举重物与拿鸡蛋或握小孩手的力量相同。另外，传统假肢每次只能控制 3 个关节——肘、腕和手。Liberating Technologies 认识到控制系统欠缺灵活性是上肢假肢性能的主要障碍，因此在开发 Boston Digital Arm 时决定采用最先进的控制技术。

Liberating Technology 总裁 Bill Hanson 表示：“在开发系统时，我们同时将微控制器 (MCU) 与数字信号控制器纳入了考虑范围，之所以选用 TI 的 C2000™ 控制器，是因为它们在产生脉宽调制 (PWM) 信号方面具有异乎寻常的能力，能够最有效地驱动假肢中使用的 DC 马达。我们使用一个 TI 数字信号控制器就能够驱动 5 台马达，而且利用附加模块可以驱动 9 台马达。相比之下，某些同类型解决方案为了驱动 3 台马达就需要两个微控制器。”

DSP 技术实现创新性假肢解决方案
Boston Digital Arm System 采用 TI Code Composer Studio ™ 集成开发环境 (IDE) 开发，系统由使用者的一块或多块健康上肢肌肉产生的信号进行控制。TI 的 TLV2432 运算放大器与 INA121 BB 仪表放大器可以检测、调节以及放大肌肉产生的信号。然后 C2000 控制器检验信号的强度并且与来自其他传感器的信号进行对比，进而确定向肘、腕及手部马达发送的电压大小。该器件采用 5 个脉宽调制 (PWM) 输出来驱动各马达，从而能够超越传统的手臂、手腕及手部运动，例如，无需肩部肌肉用力即可使截肢患者做出肩部动作。该器件还采用控制器输入/输出 (I/O) 选项—如：串行接口 (SPI) 数模转换器 (DAC)—通过独立的假肢控制器控制 4 台附加马达。这种增强功能使假臂能够在用户行走时自由摆动，而不是僵硬地悬挂不动，从而实现更自然、更舒展的动作。控制器的附加处理能力还使用户能够同时运动关节，更容易完成日常任务，如：同时触摸并抓住物体。

C2000 控制器集成了 265KB 闪存，能够简化开发及现场软件更新时的重新编程。优化控制外设包括：PWM 发生器、可编程通用定时器、时标采集模块、以及无缝正交编码器接口。C2000 平台还具有 12 位 ADC，可为紧密的控制环路提供速率高达 12.5MSPS 的快速转换。包括 CAN 等在内的 5 个不同的片上标准通信端口能够提供简易的通信接口，以便与主机、测试设备、显示器以及其他组件或网络实现连接。如欲了解有关全系列 C2000 数字信号控制器的更多详情，敬请访问 www.ti.com/c2000。

基于 DSP 的控制器件提高上肢假肢的“智能性”与灵活性
控制器的嵌入式闪存以及现场可再编程性使 Liberating Technologies 公司能够利用最新软件更新和定制Boston Digital Arm，从而假肢可以通过几乎无限制的途径与患者连接。传统假肢只能依赖患者运动二头肌和三头肌时产生的电信号完成控制。不过，Liberating Technologies公司已经开发30多种独特的控制方式―控制上肢以完成患者的预期动作。例如，如果截肢患者的二头肌受伤，假肢制作师就可以对控制器进行编程，以便只使用三头肌；如果三头肌受伤，假肢开发人员可以对手臂编程，以使用由二头肌产生的信号。如果截肢患者经过一段时间恢复了受伤肌肉的力量，Liberating Technologies可以重新对 Boston Digital Arm 进行编程，以便手臂在接受以前肌肉控制的同时还可以接受恢复后肌肉的控制。

许多应用既需要TI先进DSP技术的高性能，又需要MCU提供的丰富外设功能和简单易用性，C2000就是专为这类应用而设计的数字信号控制器。这颗组件不但兼具这两大优点，其所支持的强大功能更远超过采用微控制器的其它假肢产品，例如，为了避免使用过大的力量抓住物体，传统假肢在功耗达到一定极限时需要关闭马达，这就是说，使用者为了恢复动作必须反转马达的方向。C2000控制器可以连续监控马达的功耗，提供一个能够实现更高级控制的封闭式循环系统。因此，假肢手臂可以获得足够的智能性，使患者能够根据当前动作控制自己的抓举力量并调制功率极限―无论是抓举重物还是拿放鸡蛋那样小巧的物体。如欲了解有关 Boston Digital Arm 的更多详情，敬请访问：http://www.liberatingtech.com。

TI品种丰富的控制器产品实现无限创新
从超低功率 MSP430、基于 32 位通用 TMS470 ARM7的MCU 到高性能 TMS320C2000数字信号控制器，TI 都能为设计人员提供最丰富的嵌入式控制解决方案。设计人员还可以利用 TI 的全面软硬件工具、范围广泛的第三方产品以及及时而周到的技术支持显著加速产品的上市进程。