基于ARM的医疗机器人步进电机驱动控制设计

"这篇论文详细介绍了基于ARM微控制器的医疗机器人主从夹持控制系统的硬件设计和实现，特别是在步进电机驱动模块上的应用。步进电机选用的是瑞士ARSAPE公司的AM1020-V12微型电机，配合L298N驱动芯片和L297脉冲分配器来实现精准控制。L298N是一款双相全桥驱动器，适合驱动两相或四相电机，而L297则能产生四相控制信号，支持不同类型的步进电机控制方式。通过微控制器发送指令，可以控制步进电机的转向和脉冲，实现夹持装置的开合操作。系统的核心控制器是AT91RM9200 ARM微控制器，它连接了各种外围设备，并在Linux操作系统上运行，提供了必要的硬件驱动程序。" 这篇论文探讨了医疗机器人的主从遥操作技术，特别是针对主从夹持控制系统的实现。研究背景是实验室研发的“妙手”医疗机器人，它采用了主从式遥操作模式进行微血管缝合等精细手术。论文的重点在于介绍如何使用ARM微控制器（AT91RM9200）构建控制系统，该控制器具备高速处理能力和丰富的资源，以满足手术过程中低延迟和复杂控制需求。 系统设计中，主手部分包括位置、姿态和前端开合机构，总共七自由度。前端开合机构通过步进电机来控制从手的夹持动作。步进电机驱动模块由微型AM1020-V12步进电机、L298N驱动芯片和L297脉冲分配器构成，实现了高精度的电机控制。L298N可以处理高达46V和4A的输出，适合与微控制器的TTL电平信号接口。L297则提供四相控制信号，支持半步、全步和斩波控制模式。 硬件电路设计包括微控制器与外围设备的连接，如电位器、ADC（AD7467）等。软件方面，基于Linux的操作系统开发了硬件驱动程序，确保系统能够有效地控制医疗机器人的夹持操作，验证了系统的功能性和有效性。 论文的关键贡献在于展示了如何利用ARM微控制器实现关节式主从手的精确控制，这为医疗机器人技术的发展提供了重要的硬件和软件设计参考。随着ARM技术的广泛应用，这样的控制系统有望在更多医疗场景中得到应用，提高手术效率和精度。