智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究
本文關(guān)鍵詞:智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:由中風(fēng)或意外交通事故等原因會(huì)引起人體的神經(jīng)性損傷和肢體損傷,有效的、科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練器械對(duì)于肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)和提高起到非常重要的作用。智能康復(fù)訓(xùn)練器械作為重要的醫(yī)療器械,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外智能醫(yī)療器械領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),智能康復(fù)訓(xùn)練器的研制和開發(fā)對(duì)于提高我國(guó)智能康復(fù)訓(xùn)練器械水平和輔助患者有效恢復(fù)行走功能具有重要意義。本文針對(duì)下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的肢體運(yùn)動(dòng)康復(fù),提出一種采用AT89S52單片機(jī)系統(tǒng)控制的智能康復(fù)訓(xùn)練器裝置,利用FSR402壓力傳感器采集人體訓(xùn)練過程中康復(fù)訓(xùn)練器裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù),通過PCF8951數(shù)模芯片對(duì)獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,測(cè)量出人在被動(dòng)行走時(shí)的腳底壓力值,進(jìn)而分析得到訓(xùn)練器帶動(dòng)人行走時(shí)的步態(tài)及下肢關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特征。最后采用L298N反饋驅(qū)動(dòng)28BYJ48步進(jìn)電機(jī)完成自動(dòng)控制康復(fù)訓(xùn)練功能。通過對(duì)該智能康復(fù)訓(xùn)練器樣機(jī)的測(cè)試,驗(yàn)證了本文所提出的設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)對(duì)人體步態(tài)軌跡與腳步位姿的模擬,從而輔助鍛煉患者下肢肌肉,有助于恢復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)行走功能的控制能力以及患者正常走路的機(jī)能。
【關(guān)鍵詞】:康復(fù)訓(xùn)練 智能訓(xùn)練器 壓力傳感器 步進(jìn)電機(jī) 步態(tài)軌跡
【學(xué)位授予單位】:南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TH789
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-9
- 1 緒論9-14
- 1.1 課題研究背景及意義9-10
- 1.2 康復(fù)訓(xùn)練器技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-12
- 1.2.1 當(dāng)前康復(fù)訓(xùn)練器在國(guó)際范圍的發(fā)展簡(jiǎn)介10-12
- 1.2.2 國(guó)內(nèi)康復(fù)器械的發(fā)展概況12
- 1.3 課題主要研究工作及章節(jié)安排12-13
- 1.4 本章小結(jié)13-14
- 2 智能康復(fù)訓(xùn)練器的設(shè)計(jì)原理和總體方案14-22
- 2.1 步態(tài)康復(fù)原理14-18
- 2.1.1 智能康復(fù)訓(xùn)練器的分類14
- 2.1.2 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練的理論依據(jù)14-16
- 2.1.3 步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練器步態(tài)軌跡依據(jù)16-18
- 2.2 基于步態(tài)的智能康復(fù)訓(xùn)練器總體設(shè)計(jì)18-20
- 2.2.1 性能指標(biāo)要求18-19
- 2.2.2 總體實(shí)現(xiàn)方案分析19-20
- 2.3 本章小結(jié)20-22
- 3 智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-42
- 3.1 智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)22-23
- 3.2 單片機(jī)控制系統(tǒng)23-24
- 3.2.1 AT89S52單片機(jī)的性能23
- 3.2.2 AT89S52單片機(jī)晶振電路以及復(fù)位電路23-24
- 3.3 電源模塊24-27
- 3.4 電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)選擇27-32
- 3.4.1 電機(jī)選擇27-28
- 3.4.2 驅(qū)動(dòng)模塊的選擇28
- 3.4.3 28BYJ48步進(jìn)電機(jī)28-30
- 3.4.4 L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路30-32
- 3.5 壓力傳感模塊32-36
- 3.5.1 FSR402力敏電阻32-34
- 3.5.2 PCF8591數(shù)模轉(zhuǎn)換電路34-36
- 3.6 其他電路模塊36-41
- 3.6.1 DS1302時(shí)鐘電路36-38
- 3.6.2 LCD1602液晶顯示電路38-39
- 3.6.3 蜂鳴器電路39
- 3.6.4 溫度傳感器DS1882039-40
- 3.6.5 獨(dú)立按鍵電路40
- 3.6.6 電源指示電路40-41
- 3.7 本章小結(jié)41-42
- 4. 智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-53
- 4.1 智能康復(fù)訓(xùn)練器控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)42-43
- 4.1.1 控制系統(tǒng)軟件功能分析42
- 4.1.2 控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)42-43
- 4.2 開發(fā)系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介43-44
- 4.2.1 Keil C51系統(tǒng)概述43-44
- 4.2.2 Keil C51的整體結(jié)構(gòu)44
- 4.3 各模塊子程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)44-52
- 4.3.1 鍵盤模塊44-46
- 4.3.2 顯示模塊46-47
- 4.3.3 時(shí)鐘芯片47-48
- 4.3.4 溫度模塊48-50
- 4.3.5 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊50-51
- 4.3.6 步進(jìn)電機(jī)模塊51-52
- 4.4 本章小結(jié)52-53
- 5 智能康復(fù)訓(xùn)練器的測(cè)試與性能分析53-58
- 5.1 系統(tǒng)測(cè)試53-56
- 5.1.1 電路測(cè)試53
- 5.1.2 邏輯測(cè)試53-56
- 5.2 系統(tǒng)整體性能分析56-57
- 5.3 本章小結(jié)57-58
- 6 結(jié)論58-59
- 致謝59-60
- 參考文獻(xiàn)60-62
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本文編號(hào):314474
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