Розробка управління скелетних динамічних систем на основі мікроконтролера ARDUINO

Abstract

Досліджено основні принципи та методи створення науково-дослідної демонстраційної установки механізованої штучної руки робота-аватара, реалізованої на базі платформи Arduino, що забезпечує відтворення кінематичних і динамічних характеристик природної руки людини. Сформовано функціональну схему процесу автоматизації, виконано обґрунтований вибір технічних засобів автоматизації та розроблено модуль контролю й управління. Розроблено електричну принципову схему підключення сенсорних елементів і виконавчих механізмів до керуючого контролера, а також програмне забезпечення, що забезпечує функціонування управляючого модуля. Проведено інженерні розрахунки та виконано техніко-економічне обґрунтування створеної установки. Запропонована розробка штучної руки робота-аватара може бути використана як експериментальна платформа для наукових та навчально￾практичних досліджень з перспективою подальшого застосування при розв’язанні задач медичної реабілітації осіб з інвалідністю та дослідженні біомеханічних механізмів руху природної руки людини.The basic principles and methods of creating a research demonstration installation of a mechanized artificial hand of a robot-avatar, implemented on the basis of the Arduino platform, which provides reproduction of the kinematic and dynamic characteristics of a natural human hand, have been studied. A functional diagram of the automation process has been formed, a justified choice of technical means of automation has been made and a control and management module has been developed. An electrical schematic diagram of connecting sensor elements and actuators to the control controller has been developed, as well as software that ensures the functioning of the control module. Engineering calculations have been carried out and a feasibility study of the created installation has been carried out. The proposed development of an artificial robot-avatar hand can be used as an experimental platform for scientific and educational and practical research with the prospect of further application in solving the problems of medical rehabilitation of people with disabilities and studying the biomechanical mechanisms of movement of the natural human hand.