基于仿生原理的残疾人机械臂设计作者：陈红友 高翔宇来源：《科学导报·学术》2020年第42期
摘 ;要：智能化产品的发展为残疾人的生活带来了便利，本设计是根据仿生原理，以STM32单片机作为核心，使用三轴加速度计和三轴陀螺仪对手臂的运动姿态进行检测，通过NRF2.4G传输信号，驱动多路数字舵机来实现机械臂与人体手臂动作的同步，以达到控制机械臂能够同步做出人体手臂动作的目的。经过硬件制作和软件调试，结果表明，该基于仿生原理设计的残疾人机械臂能够帮助手臂残障的人士能如同正常人一般的生活。 diy电子显微镜
关键词：STM32单片机;仿生原理;残疾人;机械臂;陀螺仪
引 言
据第六次全国人口普查统计，肢体残疾人高达2472万，因此对基于仿生原理的残疾人机械臂设计的研究有一定的现实意义。仿生机械臂是通过对人类手臂的模仿，创造出的一种能够实现将手爪移动到所需位置和承受抓取工件的重量，以及手臂本身的重量等目的的机械装置。仿生机械臂是仿人学与机械臂领域应用需求的结合产物，从机械臂的角度来看，仿人机械臂则是机器人发展的高级阶段，其生物特性为机器人的设计提供了许多有益的参考，使得机器人可以从生物体上学习如自适应性、运动多样性和灵活性等一系列良好的性能。
1.系统总体设计方案
电冰箱保护器>真空超导散热器 1.1系统整体框架
该机械臂利用蓝牙模块，陀螺仪传感器模块、AD模块、LCD显示模块、时钟模块、舵机等来实现自动化跟随人手臂的运动，陀螺仪传感器传感器感应X、Y、Z三角度的变化，A/D转换模块进行模数转换，所得数字信号送入单片机进行数据处理，时钟模块用来计算并显示时间，最后将得出的结果发送到液晶显示器进行显示，两个蓝牙模块相互通讯，用以实现远程控制。 考虑到功能实现与响应时间，我们选择采用两块STM32F103C8T6作为控制系统和机械臂的主控芯片，控制系统以5V锂电池为供电单元，JY-901九轴陀螺仪传感器将采集到的角度信号传送给ADC0832，ADC0832进行数模转换将数字信号送给单片机进行处理，然后把数据通过LCD屏幕显示出来，再以200ms为时间间隔传输数据给机械臂。由于本次课题设计应用实际情况，能够实现远距离无线对机械臂进行控制，本次设计选择的蓝牙模块是HC-05模块，HC-05 是一款高性能的从机蓝牙串口模块，可以同各种带蓝牙功能的电脑、蓝牙主机、手机、PDA、PSP 等智能终端配对，HC-05蓝牙模块支持很大的波特率范
金属表面镜面处理围：1200～115200，并且模块兼容 5V 或 3.3V 单片机系统，使用非常灵活、方便。通过发送相应控制代码，使机械臂能够准确的接收当前角度的数据。机械臂接收到数据之后，使用PID算法使机械臂快速、平稳、准确的运行。
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