Вход на сайт
Первый раз на сайте? Возникают трудности и вопросы? Воспользуйтесь разделом Помощь по работе с сайтом
Меню сайта
Информация
Зарегистрировано участников: 3915
Опубликовано работ: 1453
Оставлено комментариев: 11217
Паспорт участника
Кукушкин Дмитрий Анатольевич
Регион: Архангельская область
Населённый пункт: Междуреченский
Образовательное учреждение: МБОУ
Класс обучения: 11
Перейти на личную страницу автора
Оценки
Оценка работы участниками конференции
0
Экспертная оценка что это?
Работа отклонена экспертами
Что это такое? (см. шаг 5)
Что это такое? (см. шаг 5)
Работа Программа для элемента экзоскелета
Дата публикации:
31.10.15Категория:
Исследования в области математики, физики и информатикиРуководитель работы:
Игнатьев Павел АлексеевичПоделиться работой в соц.сетях:
Человеческое тело слишком слабое что бы поднимать большие тяжести, быстро бегать, высоко прыгать. Люди давно задумались над созданием устройств которые смогли бы усилить человеческие возможности. Первый экзоскелет был совместно разработан General Electric и United States military в 60-х, и назывался Hardiman. Он мог поднимать 110 кг при усилии, применяемом при подъеме 4,5 кг. Однако он был непрактичным из-за его значительной массы в 680 кг. Существует множество военных и гражданских разработок по данной тематике. Экзоскеле́т (от греч. έξω — внешний и σκελετος — скелет) — устройство, предназначенное для увеличения силы человека за счёт внешнего каркаса. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. По сообщениям открытой печати, реально действующие образцы в настоящее время созданы в Японии, США, России и других странах. Экзоскелет может быть интегрирован в скафандр. Даже в современных компьютерных играх мы видим прототипы экзоскелетов созданных фантазией человека.
Для управления конечностями можно использовать различные способы:
1.Считывая сигналы с нервной системы человека (используемые сейчас бионические протезы сложны и несовершенны )
2.Используя различные датчики в остове экзоскелета (датчики нажатия, изгиба, переключатели)
3.Считывания биоэлектрических сигналов мозга.
Объект исследования: элемент экзоскелета
Предмет исследования: программа для элемента экзоскелета
можно управлять моделью элемента экзоскелета с помощью датчиков
изучить проблему управления элементом экзоскелета
В результате проведенного исследования была изучена проблема управления элементом экзоскелета. Модель руки управляется с помощью датчиков закрепленных в перчатке.
В ходе работы программы управляющие моделью сервоприводы движутся пропорционально изгибу пальцев в управляющей перчатке экспериментатора. Используемый программный алгоритм и способ управления моделью элемента экзоскелета показал свою работоспособность. Как показали эксперименты, большое значение при разработке данных систем играет применение эффективных алгоритмов обработки и выводов поступающей информации. Работа может быть полезной в разных областях
Для создания элемента экзоскелета была создана модель элемента экзоскелета управляемая пятью сервоприводами (по числу пальцев) и перчатка с датчиками. Далее была написана программа для управления моделью через контроллер. Потребовалось изучение способов управления, языка программирования. Также можно посмотреть видео работы модели по адресу: https://youtu.be/taWaGXd6KVY (снимал я, управляет научный руководитель 
)
Приложения к работе
Комментарии к работе
Кукушкин Дмитрий Анатольевич / 16:12:50 31.10.2015
Это видео эксперимента (снимал я) https://youtu.be/taWaGXd6KVY
Кукушкин Дмитрий Анатольевич / 16:31:18 31.10.2015
Программа для управления элементом экзоскелета
#include
Servo servo1;
Servo servo2;
Servo servo3;
Servo servo4;
Servo servo5;
const int flex1 = 1;
const int flex2 = 2;
const int flex3 = 3;
const int flex4 = 4;
const int flex5 = 5;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
servo1.attach(2);
servo2.attach(3);
servo3.attach(4);
servo4.attach(5);
servo5.attach(6);
}
void loop()
{
int fp1;
int fp2;
int fp3;
int fp4;
int fp5;
int sp1;
int sp2;
int sp3;
int sp4;
int sp5;
fp1 = analogRead(flex1);
fp2 = analogRead(flex2);
fp3 = analogRead(flex3);
fp4 = analogRead(flex4);
fp5 = analogRead(flex5);
sp1 = map(fp1, 938,915 , 0, 180);
sp1 = constrain(sp1, 0, 180);
sp2 = map(fp2, 941,905 , 0, 180);
sp2 = constrain(sp2, 0, 180);
sp3 = map(fp3, 943,920 , 0, 180);
sp3 = constrain(sp3, 0, 180);
sp4 = map(fp4, 824,795 , 0, 180);
sp4 = constrain(sp4, 0,180);
sp5 = map(fp5, 915,902 , 0, 180);
sp5 = constrain(sp5, 0, 180);
servo1.write(sp1);
servo2.write(sp2);
servo3.write(sp3);
servo5.write(sp4);
servo4.write(sp5);
Serial.print("sensor: ");
Serial.print(fp1);
Serial.print("||");
Serial.print(fp2);
Serial.print("||");
Serial.print(fp3);
Serial.print("||");
Serial.print(fp4);
Serial.print("||");
Serial.print(fp5);
Serial.print(" servo: ");
Serial.print(sp1);
Serial.print("|");
Serial.print( sp2);
Serial.print("|");
Serial.print( sp3);
Serial.print("|");
Serial.print( sp4);
Serial.print("|");
Serial.print( sp5);
Serial.println(" ");
delay(20 );
}
Кукушкин Дмитрий Анатольевич / 16:32:09 31.10.2015
Для написания программы для микроконтроллера была применена среда программирования Arduino IDE. Для управления моделью была написана программа в среде Arduino IDE
Кукушкин Дмитрий Анатольевич / 16:33:07 31.10.2015
Управляющий сигнал от датчиков изгиба измеряется по методу параллельного сопротивления, когда измеряется сопротивление относительно входа "земля" контроллера и соответствующего датчику изгиба аналогового входа. Для этих целей параллельно к каждому датчику был присоединен резистор с сопротивлением 200кОм. Датчик изгиба (тензорезистор) - это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации. В данном случае он представляет собой чувствительный элемент из проводника нанесенный на гибкую подложку. Датчики изгиба прикреплены к управляющей перчатке и косвенно измеряют механические напряжения