文档介绍：工学硕士学位论文
仿人形假手控制器的研究
赵位桦
哈尔滨工业大学
2007年7月
国内图书分类号：
国际图书分类号：
工学硕士学位论文
仿人形假手控制器的研制
硕 士 研究生：赵位桦
导 师：高晓辉 教授
副 导 师：姜力 副教授
申 请 学 位：工学硕士
学 科、专 业：机械电子工程
所 在 单 位：机电工程学院
答 辩 日 期：2007 年 7 月
授予学位单位：哈尔滨工业大学
Classified Index:
:
Dissertation for the Degree of .
THE CONTROLLER DEVELOPMENT OF
THE PROSTHETIC HAND
Candidate: Zhao Wei hua
Supervisor: Prof. Gao Xiaohui
Associate Supervisor: Prof. Jiang Li
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Mechatronics Engineering
Date of Defence: July, 2007
University : Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
假手是机器人学和生物医学工程领域备受关注的研究课题，开展该项目
的研究对于改善残疾人的生活条件和促进其医疗福利事业的发展具有重要的
现实意义。本文研究的是一个三自由度仿人形假手的肌电控制系统，分析了
假手本体和控制系统结构，设计了肌电信号(EMG)电极电路，给出了假手
控制方案。
本文综述了国内外假手的发展现状，分析各种假手的特点以及假手的发
展趋势，在此基础上总体介绍了仿人形假手系统以及各个子系统的基本结构
和功能，主要包括基于欠驱动原理设计的机械本体，采集手指力矩信号的传
感器系统，负责肌电信号处理的主控制器系统以及由微型驱动器和运动控制
器组成的电气驱动系统。
进行了假手控制系统的硬件和软件设计。假手控制系统硬件以
TMS320F2812 DSP 为核心，结合专用可编程步进电机控制芯片和大电流可
细分步进电机驱芯片，完成了一个可以同时控制和驱动三个步进电机、实时
对传感器信号采样、肌电信号数据采集以及与上位机通信等多任务的控制系
统硬件结构。 同时设计了基于应变测量、可以互换使用、稳定可靠的基关
节力矩传感器，实现了假手的传感、驱动和微处理器系统的集成。假手的控
制软件采用模块化设计，可以分成：DSP 系统设置、电机控制及驱动