Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật y sinh: Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay

Đề tài "Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay" có cấu trúc gồm 4 chương trình bày các nội dung: Giới thiệu chung về mô phỏng chuyển động của cơ thể; cơ sở lý thuyết về cảm biến và điều khiển; thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng cho cánh tay; kết quả và bàn luận. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật y sinh: Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Phạm Quốc Anh THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG CÁNH TAY Chuyên ngành : KỸ THUẬT Y SINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : 1. TS. Nguyễn Phan Kiên Hà Nội – 2015. -1- Lời Cam Đoan Tôi là PHẠM QUỐC ANH, học viên cao học lớp Kỹ Thuật Y Sinh khóa 2013 - 2015. Thầy giáo hướng dẫn là TS. Nguyễn Phan Kiên. Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong bản luận văn nay là kết quả tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tôi, trong quá trình nghiên cứu đề tài “Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay”. Các kết quả và dữ liệu được nêu trong luận văn là hoàn toàn trung thực và rõ ràng. Mọi thông tin trích dẫn đều được tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng các tài liệu tham khảo. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung được viết trong luận văn này. Hà nội, ngày 25 tháng 9 năm 2015. Học viên. Phạm Quốc Anh. -2- Mục Lục Lời Cam Đoan .............................................................................................................2 Mục Lục ......................................................................................................................3 Danh mục ký hiệu và viết tắt.......................................................................................5 Danh mục hình vẽ .......................................................................................................6 Danh mục bảng biểu....................................................................................................7 Mở Đầu........................................................................................................................8 Chương 1: Tổng quan về điều khiển mô phỏng chuyển động cơ thể. ......................10 1.1 Định nghĩa về mô phỏng và điều khiên mô phỏng: .........................................10 1.2 Sơ lược về các hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh. .................11 1.2.1 Sơ lược về các hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay trên thế giới ................................................................................................................12 1.2.2 Sơ lược về các hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay ở Việt Nam .............................................................................................................13 Chapter 2: Cơ sở lý thuyết của hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay. .............................................................................................................................15 2.1 Cánh tay và chuyển động của các bộ phận trên cánh tay.................................15 2.1.1 Cấu tạo cánh tay .........................................................................................15 2.1.2 Chuyển động của các phần trên cánh tay. ..................................................17 2.2 Cảm biến ghi nhận chuyển dộng. .....................................................................17 2.2.1 Cảm biến biến dạng, cảm biến dịch chuyển ..............................................19 2.2.2 Cảm biến gia tốc góc..................................................................................21 2.3 Giải thuật xử lý dữ liệu và lý thuyết điều khiển...............................................25 2.3.1 Giải thuật xử lý dữ liệu: .............................................................................26 2.3.2 Lý thuyết điều khiển ..................................................................................27 Chương 3: Thiết kế hệ thống điều khiển mô phỏng cho cánh tay. ...........................29 3.1 Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển mô phỏng chuyển động cánh tay ....29 3.2 Khối cảm biến và nhận dạng chuyển động- Bộ cảm biến biến trở trượt và MPU6050 ...............................................................................................................30 -3- 3.2.1 Bộ cảm biến biến trở thanh trượt ...............................................................30 3.2.2 Cảm biến gia tốc góc/ la bàn MPU6050 ....................................................32 3.3 Khối xử lý- Arduino Uno .................................................................................37 3.3.1 Thông số của Arduino UNO R3 .................................................................38 3.3.2. Chương trình điều khiển: ..........................................................................44 Chương 4: Kết quả và Bàn luận. ...............................................................................53 Tài Liệu tham khảo ...................................................................................................56 Phụ Lục .....................................................................................................................57 -4- Danh mục ký hiệu và viết tắt DMP Digital Motion Processor EMG Electromyo Graphy I2C Interfacing Intergrated Circuit MEMS Micro ...