假肢是人体残缺肢体的代替物，用以补偿残缺肢体的形状和功用。本文针对失掉整个手臂的状况，规划出一种仿人手臂形假肢的操控体系。运用者能够补偿部分缺失的功用，到达日子自理甚至于能够从事根本劳作，削减身心苦楚，一起也相应地解放了护理工效果。在规划中，选用C8051F020单片机作为主操控器，并通过CPLD（Complex Programmable Logic Device）完结对各个关节操控量的检测以及凌阳61单片机完结语音操控功用。
1、 机器人假肢结构
多自在度机器人型假肢（上肢）具有6个自在度，其结构原理图如图1所示。
2、 假肢操控体系的硬件规划
2.1 操控器的作业原理
操控体系原理框图如图2所示，首要由操控、驱动、被控方针和检测反应四个部分构成。操控部分首要由C8051f020完结；驱动部分由6个电机驱动器构成；被控方针便是六自在的假肢；检测反应部分首要由CPLD检测方针方位各个关节的操控量。体系首要选用按键操控和语音操控两种操控办法。
2.1.1 按键操控
体系选用了12个独立式按键对6个电机正反方向滚动的操控，电机的滚动驱动着各个关节进行运动。各个按键对应操控关节运动状况如表1所示。
2.1.2 语音操控
语音辨认模块由SPCE061A单片机完结。首要，对各个指令进行练习，并将练习成果保存下来。在体系运转进程中，当SPCE061A单片机辨认出某条指令时，它会通过串口给C8051F020发送指令，当C8510F020接收到相应的指令时，操控相应的关节做相应的运动。例如：当SPCE061A辨认出“手指打开”指令时，将会通过串口发送如“0x10”的十六进制的数，当C8051F020通过串口接收到“0x10”后，就会操控手指做打开运动。其他关节操控亦如此。其语音指令的操控办法如图3所示。
3、 体系软件规划
本体系软件首要包含：初始化程序、频率输出子程序、PWM信号输出子程序、键盘操控子程序、通讯子程序、语音辨认体系、CPLD检测编码器输出子程序。
3.1体系主流程
图4所示为整个操控体系的流程图。首要对体系硬件进行初始化；然后规划出两种作业办法：按键办法和语音办法；之后挑选示教3个方位，并通过CPLD保存示教方位的各个关节的脉冲操控量，最终的规划是手动运动到示教的方针或是主动运动到示教的方针方位，至此即可完结对方针方位的物体的抓取功用。
3.2 CPLD检测编码器规划
由体系流程图能够看出，对各个示教方位的各个关节操控量的检测与保存由CPLD完结。因为本规划选用旋转编码器的传感器，一般其输出A和B两路占空比为50%的脉冲，A、B的脉冲个数反映主轴转过的视点，A、B的相位联系反映主轴的旋转方向。为了检测上述两个变量即主轴转过的视点和主轴旋转的方向，体系选用了一种辨向细分电路。
将A和B两路输入信号别离组成四种状况（A，B）：（0，0）、（0，1）、（1，0）和（1，1）。当主轴正向旋转时，状况搬运进程为：（0，0）、（1，0）、（1，1）、（0，1）、（0，0），反向旋转时正好相反。故只需要判别状况（1，0）和状况（1，1）的先后顺序即可判别出主轴旋转的方向，而且由呈现状况（1，0）和（1，1）之间的转化次数就能够确认转轴转过的视点，即呈现一次状况转化便是主轴转过1°。由旋转编码器的特性规划的CPLD的检测体系框图如图5所示。
3.3 语音辨认体系规划
语音辨认是使假肢能够精确地听出操作者的语音内容，并能精确完结操作者的指令。本体系只针对特定人进行练习，而且只能对特定人的语音进行辨认。首要由凌阳SPCE061A单片机完结。其体系框图如图6所示。
4、 实验成果剖析
完结以上的软件和硬件的规划后，对整个体系进行了实践的操控调试。在调试进程中，各个关节都能够运动自若，而且每个按键对应的操控都是完全正确的。按键在按下的进程中会呈现颤动现象，为此，在程序的规划进程中通过延时程序进行了消抖。在语音操控模块中，因为选用的是两级指令操控，即如图3所示操控办法。语音体系通过屡次练习，对特定人的语音辨认率到达了96%以上，辨识率很高。但仅仅针对特定的人进行实验。假如对其他人的语音信号进行辨认还会存在差错，会呈现单个误操作。但这种差错是能够操控的。只要对特定的人进行练习，并由被练习人来操控设备，即能够防止因为操控者与语音录入者不同而给体系带来的操控差错。
该操控体系最大的特点是能够人为自在地进行手动操控假肢做相应的活动，或许运用佩带者的语音完结语音智能化操控假肢做相应的运动。完结了规划办法和操控都简略，操作安全、安稳的意图。此外，能够给佩带者规划一个遥控器（条件是针对只失掉一只胳膊的用户），假如是失掉了双胳膊，则能够在其恰当的部位设备一个语音操控设备，运用语音进行操控。
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