基于力传感器的移动平台的控制.pdfVIP

基 -3=力 侉 戆 器 的 移 动 卒 合 的 控 制 术 口 陈 宇 口 鲍 晟 上海大学 机电工程与 自动化学院 上海 200444 摘 要 ：基于脱离固定运动平台实现患者在地面上 自由的移动训练，设计 了全 向康复移动机器人 ，并针对机器人的移 动跟随控制 ．分别对底盘轮子机械结构以及软件控制进行分析、调试与实验 。 关键词 ：移动机器人 力传感器 TwinCAT 中图分类号 ：TH122 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000-4998(2014)11-0031-03 随着 人 口老 龄化 的来 临 ，我 国脑 卒 中 的发病 率逐 杆转 动 ．驱 动蜗 杆 通过 蜗 轮将 运 动传 递 给锥 齿 轮 l，锥 年增加 ，成 为 危及 国民健康 的重 要疾 病 之一 。偏 瘫是脑 齿 轮 1带动 锥齿 轮 2转 动 ．锥齿 轮 2的转 动带 动直 齿 卒 中最 主 要 的功 能损 害 除 了早 期 的手术 治疗 和 必要 轮 2把运 动传 递 给直齿 轮 3实现 轮子 的驱 动 。 的药物 治 疗外 ，正 确 的 、科学 的康复 训 练对 于肢 体 运动 (2)轮 子转 动驱 动 流程 。转 向 电机 通 过转 向蜗杆 功 能 的恢 复 和提 高 起 到非 常 重要 的作 用 ]。近 年 来减 带动 转 向蜗轮 ，实 现轮 子 的转 向。 重 步 行 训 练 (PartialBodyWeightSuppo~ Treadmill 以上设 计 在结 构精 简 的同时 ，满 足 了结 构控 制 的 Training，PBW STT)在 临床 上 的应 用 越 来 越 广 泛 ，它 主 需求 ，即通 过双 电机 分别 控制 轮子 的前 进与 转 向 。 要 是用 减 重 吊带使 患 者步行 时下 肢 负重 减 少 ，借 助于 2 力传感器数据接收 运 动平 板进 行 步行 能力 训 练 [23。相 比传统 的康 复训 练 ． 减少 了对人 力 资源 占用 的 同时 ，也提高 了康 复训 练 的 平 台所 用 的力 传 感 器 为 ATI公 司 的 Mini40F／1r 安 全性 和 主动性 。在 保证 安全 性 的前 提下 ，为 了更好 地 Sensor．通 过 力传 感 器 采集 患者 的作 用 力 ，推 算 出患者 实 现康 复 训练 ，笔者 结 合 力传 感 器 与 TwinCat系统 ，设 的移 动轨迹 ，实 现平 台 的精确 跟 随 ．这 就需 要 对传感 器 计 了全 向移 动康 复训 练机 器 人 (简称 平 台)。 数 据实 时采 集处 理 。 图 2所 示为传感 器硬 件 系统 ，由力传感 器 、接 口电 1 轮子机械结构 源 盒和 数据 采集 卡组 成 。通 过硬 件系 统反 馈 ，就能通 过 该平 台的底 盘轮 子机 械结 构 如 图 1所 示 ，其运 动 上位 机 接受 反馈 信号 ，但 是 此 时接受 到 的为 电信号 。而 过 程 如 下 。 要 获得 可直 接使用 的作 用力 的数 值 大小 。可通 过程 序 (1)轮 子前 进 驱动 流 程 。驱 动 电机 的输 出轴 将 运 编程 实 现 。 动传 递 给直 齿 轮 1，从 而带 动 与 其 同轴 连接 的驱 动蜗 LoadCalibrationFile(calfile，calibrationlndex)；／／在硬件采