[发明专利]一种基于VB的气动复合式康复机械手单片机控制系统

说明书

一种基于VB的气动复合式康复机械手单片机控制系统，利用普通PC机和VB设计了人机界面，作为接受作业任务的上位机，利用单片机作为康复机械手的底层控制器。该气动复合式康复机械手单片机控制系统运行稳定，动作执行正确，娱乐、数据保存功能都可实现，能满足康复训练的需要。

技术领域

本发明涉及一种基于VB的气动复合式康复机械手单片机控制系统，适用于机械领域。

背景技术

各种神经肌肉如中风等导致手臂偏瘫功能丧失是很常见的，研究表明除必要的药物介入外，适当的运动训练对患者肢体功能的恢复有很大的辅助作用，因此机械手装置被引入以协助患者完成运动训练。康复机器手是工业机器手和医用机器手的结合，最终目标是恢复人体肌肉组织的运动功能，实现肌肉体的自然化动作，它起源于20世纪80年代的欧美国家，其主要功能是帮助患者完成各种运动功能恢复训练，如手臂训练、手掌训练运动等，从而达到受伤肢体康复治疗的作用。

传统的康复机械手是根据给定的任务和已知环境进行结构设计，并有专用语言编写控制指令，通过固化在专用控制器上来控制康复机械手的运动，对操作者的专业素质要求较高，不利于康复机械手在运动训练中的应用推广。

发明内容

本发明提出了一种基于VB的气动复合式康复机械手单片机控制系统，利用普通PC机和VB设计了人机界面，作为接受作业任务的上位机，利用单片机作为康复机械手的底层控制器。

本发明所采用的技术方案是：

所述控制系统主要是对3个气缸的动作进行顺序控制，这里采用了3个两位五通电磁换向阀作为驱动气缸的主控阀。

所述控制系统各气路安装了节流阀，可以通过调节节流阀的节流口控制流量大小，从而控制气缸运动的速度。

所述康复机械手的控制系统分为上位机和下位机，上位机是在普通PC机上编写的人机界面软件，下位机主要是由控制器和通讯模块、传感器模块和监控模块等构成，上、下位机通过RS232总线通信。

所述控制器是以C8051F330为核心的单片机系统，传感器采用的是非接触的霍尔传感器，6个霍尔传感器在基座的平板上间隔15°围绕同一圆弧依次排开，在康复机械手的伸缩动作中不是采用传感器来感知位置的，而是采用发延时命令来实现的。

所述监控模块由CCD摄像头和视屏采集卡组成，CCD摄像头的型号为DF-592CN，它是一种性价比较好的摄像头，能满足系统应用的需要，视屏采集卡采用的是数字采集卡JVS-C801Q，兼容性好，驱动程序支持Windows XP操作系统。

本发明的有益效果是：该气动复合式康复机械手单片机控制系统运行稳定，动作执行正确，娱乐、数据保存功能都可实现，能满足康复训练的需要。

附图说明

图1是本发明的康复机械手的气动原理图。

图2是本发明的硬件控制系统图。

图3是本发明的通讯协议中的命令状态字。

图中：1.气缸；2.节流阀；3.电磁换向阀；4.消声器；5.电磁单向阀；6.三联件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，根据康复机械手的控制要求和单片机所具有的控制特点，整个气动系统主要是对3个气缸的动作进行顺序控制，这里采用了3个两位五通电磁换向阀作为驱动气缸的主控阀。为了便于控制各动作的速度，各气路安装了节流阀，可以通过调节节流阀的节流口控制流量大小，从而控制气缸运动的速度，此外，气动回路可以适应任何环境，比较容易维修，因此在自动化控制中应用越来越广泛。