智能康复训练器控制系统的设计与研究

发布时间：2017-04-18 08:19

  本文关键词：智能康复训练器控制系统的设计与研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由中风或意外交通事故等原因会引起人体的神经性损伤和肢体损伤,有效的、科学的康复训练器械对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。智能康复训练器械作为重要的医疗器械,已经成为国内外智能医疗器械领域的研究热点,智能康复训练器的研制和开发对于提高我国智能康复训练器械水平和辅助患者有效恢复行走功能具有重要意义。本文针对下肢运动功能障碍患者的肢体运动康复,提出一种采用AT89S52单片机系统控制的智能康复训练器装置,利用FSR402压力传感器采集人体训练过程中康复训练器装置产生的数据,通过PCF8951数模芯片对获取数据进行预处理,测量出人在被动行走时的脚底压力值,进而分析得到训练器带动人行走时的步态及下肢关节的运动特征。最后采用L298N反馈驱动28BYJ48步进电机完成自动控制康复训练功能。通过对该智能康复训练器样机的测试,验证了本文所提出的设计方案可以实现对人体步态轨迹与脚步位姿的模拟,从而辅助锻炼患者下肢肌肉,有助于恢复神经系统对行走功能的控制能力以及患者正常走路的机能。
【关键词】：康复训练 智能训练器 压力传感器 步进电机 步态轨迹
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 康复训练器技术的研究现状10-12
• 1.2.1 当前康复训练器在国际范围的发展简介10-12
• 1.2.2 国内康复器械的发展概况12
• 1.3 课题主要研究工作及章节安排12-13
• 1.4 本章小结13-14
• 2 智能康复训练器的设计原理和总体方案14-22
• 2.1 步态康复原理14-18
• 2.1.1 智能康复训练器的分类14
• 2.1.2 步态康复训练的理论依据14-16
• 2.1.3 步态康复训练器步态轨迹依据16-18
• 2.2 基于步态的智能康复训练器总体设计18-20
• 2.2.1 性能指标要求18-19
• 2.2.2 总体实现方案分析19-20
• 2.3 本章小结20-22
• 3 智能康复训练器控制系统硬件设计22-42
• 3.1 智能康复训练器控制系统硬件总体设计22-23
• 3.2 单片机控制系统23-24
• 3.2.1 AT89S52单片机的性能23
• 3.2.2 AT89S52单片机晶振电路以及复位电路23-24
• 3.3 电源模块24-27
• 3.4 电机及电机驱动选择27-32
• 3.4.1 电机选择27-28
• 3.4.2 驱动模块的选择28
• 3.4.3 28BYJ48步进电机28-30
• 3.4.4 L298N电机驱动电路30-32
• 3.5 压力传感模块32-36
• 3.5.1 FSR402力敏电阻32-34
• 3.5.2 PCF8591数模转换电路34-36
• 3.6 其他电路模块36-41
• 3.6.1 DS1302时钟电路36-38
• 3.6.2 LCD1602液晶显示电路38-39
• 3.6.3 蜂鸣器电路39
• 3.6.4 温度传感器DS1882039-40
• 3.6.5 独立按键电路40
• 3.6.6 电源指示电路40-41
• 3.7 本章小结41-42
• 4. 智能康复训练器控制系统软件设计42-53
• 4.1 智能康复训练器控制系统软件总体设计42-43
• 4.1.1 控制系统软件功能分析42
• 4.1.2 控制系统软件总体设计42-43
• 4.2 开发系统软件简介43-44
• 4.2.1 Keil C51系统概述43-44
• 4.2.2 Keil C51的整体结构44
• 4.3 各模块子程序设计与实现44-52
• 4.3.1 键盘模块44-46
• 4.3.2 显示模块46-47
• 4.3.3 时钟芯片47-48
• 4.3.4 温度模块48-50
• 4.3.5 数模转换模块50-51
• 4.3.6 步进电机模块51-52
• 4.4 本章小结52-53
• 5 智能康复训练器的测试与性能分析53-58
• 5.1 系统测试53-56
• 5.1.1 电路测试53
• 5.1.2 逻辑测试53-56
• 5.2 系统整体性能分析56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 6 结论58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-62

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