基于蓝牙的手部外骨骼体感同步控制设计

现如今,中国人均寿命普遍增长,老年人群体逐渐扩大,2021年已增长到2.1亿。快速老龄化容易导致更多人群出现脑部疾病或关节老化,而对上肢康复服务的需求不断增大。目前,主要的治疗方法如:服用神经营养药,针灸按摩等,能在一定程度上缓解症状,但想要完全恢复还需要加强肌肉的主动和被动活动,促进肌肉抗力,拉力和压应力的恢复。这就需要通过康复训练来完成。为解决上述问题,本项目基于Arduino系统设计构建了一种基于蓝牙的外骨骼手控制系统,可以通过蓝牙HC-05来连接外骨骼手,从而完成腕部旋转,手指运动,抓取物体等生活常用功能。并增加体感遥控设计,通过手的动作直接控制外骨骼手,增加患者主动康复训练的意愿。通过蒙特卡洛法在Matlab中对该外骨骼收进行空间上的仿真,验证了本设计能有效地辅助康复患者的手指运动,能够完成日常生活用品的抓取。通过理论推导与体感手部外骨骼实验数据表明该控制系统设计合理,能够在后续该机械手的临床实验中,提高康复患者的训练质量,在手康复训练中起到积极的作用。

蓝牙无线测控系统的实现

介绍了蓝牙技术应用于测控领域可设计出无线测控系统,给出了蓝牙无线测控系统的硬件和软件实现方案。

五轴全轮转向轮式机器人转向模式研究

针对目前多轴轮式机器人转向控制不灵活这一问题,基于阿克曼转向控制定理,分别提出了基于D(机器人转向中心与第1轴的距离在机器人纵向轴线上的投影距离)和基于前后轮转角的转向控制方案。在此基础上,为便于控制,将第一轴或者第五轴左侧车轮转角和转向模式切换开关作为输入变量。并制作了五轴轮式机器人样机,分别利用STC12C5A60S2单片机和Lab VIEW开发了下位机和上位机控制系统,搭建了基于蓝牙的无线测控系统。进行了侧方位停车、并列停车、原地回转的试验验证,试验结果表明利用所提出的转向模式控制五轴轮式机器人,可以在狭小的空间里,实现非常灵活的行驶轨迹控制,满足机器人机身姿势的灵活控制。

全轮转向轮式机器人转向模式研究

针对目前多轴轮式机器人转向控制不灵活这一问题,基于阿克曼转向控制定理,分别提出了基于D(机器人转向中心与第1轴的距离在机器人纵向轴线上的投影距离)和基于前后轮转角的转向控制方案。在此基础上,为便于控制,将第一轴或者第五轴左侧车轮转角和转向模式切换开关作为输入变量。并制作了五轴轮式机器人样机,分别利用STC12C5A60S2单片机和LabVIEW开发了下位机和上位机控制系统,搭建了基于蓝牙的无线测控系统。进行了侧方位停车、并列停车、原地回转的试验验证,试验结果表明利用所提出的转向模式控制五轴轮式机器人,可以在狭小的空间里,实现非常灵活的行驶轨迹控制,满足机器人机身姿势的灵活控制。