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2019·7（下）《科技传播》142作者简介：张皓洋，南京外国语学校。
基于Arduino的下肢康复训练系统张皓洋摘 要 本研究开发了一种基于模拟直立行走的下肢康复训练控制系统，该系统包括下肢康复训练机构设计、电机控制电路及控制软件等。
下肢康复训练系统采用3个步进电机为训练设备的下肢运动机构提供动力，选用Arduino 板为控制核心，使用WPF 设计上位机用户端，实现了下肢的同步训练和交替训练。
本实验结果表明，该控制系统具有良好的稳定性，满足了下肢康复训练的需求。
关键词 下肢康复；控制系统；Arduino ；WPF中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）239-0142-03随着现在社会的不断发展进步和人们生活水平的提高，人口老龄化的问题日趋严峻，由脑卒死等导致的神经损伤引发下肢功能出现障碍，或由于车祸、工伤等下肢意外受伤的患者，其下肢康复是个漫长的过程。
而传统的康复治疗手段大多采用医生手工辅助完成，大大增加了康复过程的成本且效率低下，也会影响患者的身心健康。
目前市面上的下肢康复训练装置功能不全，大多只能模拟下肢的两个自由度运动[1]。
本次设计的下肢康复装置具有3个方向的自由度，更贴近于人体正常行走时的状态。
该系统克服了现有下肢康复训练设备的缺点，既可以实现双腿的张合训练，也实现了双腿各自张合和旋转运动的独立性[2]。
1 功能及性能指标本文研发的下肢康复训练系统主要功能如下：在训练时，患者将脚部放置在脚踏板上，本系统设置三个步进电机，两个对称放置的电机分别控制双腿的旋转，另外一个电机用于控制双腿的分合，实现三个自由度的运动训练。
根据使用者的训练要求，可在上位机界面上操纵装置的运动，满足了不同患者的运动习惯，同时也设置了不同的康复训练游戏模式，提高了患者的恢复速度。
具体实现功能如下：1）运动训练由三个电机提供动力，彼此之间实现独立驱动。
训练模式包括上下前后拟合成的旋转运动和左右直线的运动。
1LC1D09…D18 (3 极)LC1D25…D38 (3 极)LC1DT20…DT40(4 极)LC1D09…D25…DT20 DT32D18D38& DT25& DT40b 不带附加模块77858591b1带有 LAD4BB 949898–带有 LA4D p 2110 (1)114 (1)114–带有 LA4DF, DT119 (1)123 (1)129–带有 LA4DR, DW, DL126 (1)130 (1)190–c 没有外罩或附加模块849097105带有外罩，没有附加模块869299107c1带有 LADN 或 C(2 或 4 触点)117123123131c2没有 LA6DK10, LAD6K10129135135143c3带有 LADT, R, S137143143151带有 LADT, R, S 和密封盖141147147155(1)包括 LAD4BB LC1D40…D65 (3 极)LC1D40A …D65A (3 极)LC1D80 和 D95 (3 极)LC1D40…D65D40A...D65A D80D95a 75558585b1带有 LA4D p 2135–135135带有 LA4DB3–136135–带有 LA4DF, DT142157142142带有 LA4DM, DR, DW, DL 150166150150c 不带外罩或附加模块114118125125带有外罩，没有附加模块119120130130c1带有 LADN(1 触点)139–150150带有 LADN 或 C(2 或 4 触点)147150158158c2带有 LA6DK 159163170170c3带有 LADT, R, S167171178178带有 LADT, R, S 和密封盖171175182182LC1D115 和 D150和D170 (3 极)LC1D115D150D170D115006D150006a 120120120b1带有 LA4DA2174174174带有 LA4DF, DT 185185185带有 LA4DM, DR, DL 188188188带有 LA4DW188188–c 不带外罩或附加模块132115115带有外罩，没有附加模块136 ––c1带有 LADN 或 C(2 或 4 触点)150150150c2带有 LA6DK20155155155c3带有 LADT, R, S168168168带有 LADT, R, S 和密封盖172172172最小电气间隙最小电气间隙1LC1D09…D18 (3 极)LC1D25…D32 (3 极)最小电气间隙LC1D09…D18D25…D32b 7785c 不带外罩或附加模块9399带有外罩，没有附加模块95101c1带有 LADN 或 C(2 或4 触点)126132c2带有 LA6DK10138144c3带有 LADT, R, S146152带有 LADT, R, S 和密封盖150156LC1DT20 至 DT40 (4 极)LC1DT20 & DT25D098 & D128DT32 & DT40D188…D258b 8591c 带有外罩99107c1带有 LADN 或 C(2 或4 触点)123131c2带有 LA6DK10135143c3带有 LADT, R, S143151带有 LADT, R, S 和密封盖1471551LC1D09…D18 (3 极)LC1D25…D32 (3 极)最小电气间隙LC1D09…D18D25…D32b 7785c 不带外罩或附加模块9399带有外罩，没有附加模块95101c1带有 LADN 或 C(2 或4 触点)126132c2带有 LA6DK10138144c3带有 LADT, R, S146152带有 LADT, R, S 和密封盖150156LC1DT20 至 DT40 (4 极)LC1DT20 & DT25D098 & D128DT32 & DT40D188…D258b 8591c 带有外罩99107c1带有 LADN 或 C(2 或4 触点)123131c2带有 LA6DK10135143c3带有 LADT, R, S143151带有 LADT, R, S 和密封盖1471551可逆接触器LC2D09 至 D382 x LC1D09 至D38LC2 或 2 x LC1a b c (1)e1 e2 GD09 至 D18 a9077864 1.580D09 至 D18 c9077954 1.580D25 至 D38 a9085929580D25 至 D32 c90851019580e1 和 e2：包括配线(1)带有保护罩，不带附加模块。
以下是线圈配用的接触器型号
LX1-D8线圈配用施耐德LC1、天水GSC1-D115/D150/D170接触器
LX1FF220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F115/F150/220V接触器LX1FF380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F115/F150/380V接触器LX1FG220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F185/F225/220V接触器LX1FG380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F185/F225/380V接触器LX1FH220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F265/220V接触器
LX1FH380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F265/380V接触器
LX1FH2202线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F330/D300/220V接触器LX1FH3802线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F330/D300/380V接触器LX1FJ220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F400/D410/220V接触器LX1FJ380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F400/D410/380V接触器LX1FK220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F500/D475/220V接触器LX1FK380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F500/D475/380V接触器LX1FL220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F630/D620/220V接触器LX1FL380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F630/D620/380V接触器LX1FX220线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F780/220V接触器
LX1FX380线圈配用施耐德LC1、天水GSC2-F780/380V接触器。
1 施耐德交流接触器lc1-e1810
▲接触器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
接触器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV 以上的称为高压电器。
▲接触器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前，已获得了广泛的应用。
▲电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。
配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器
▲接触器应垂直安装，且在安装前应先检查断路器铭牌上所列的技术参数是否符合使用要求。
▲通电前应人工操作几次断路器，其机构动作应灵活可靠、无阻滞现象。
▲按下闭合按钮（黑色），电路处于接通状态；按下断开按钮（红色），电路处于断开状态。
▲使用过程中，应对断路器进行定期检查（一般为一个月），即在断路器合闸通电状态下，拨动试验按钮（试验按钮用符号“Test ”表示），断路器应可靠断开。
▲当接触器因线路发生过载、短路故障而断开时，应先排除故障后再使断路器重新合闸。
▲本接触器为非维护型，所以当断路器发生故障不能正常工作时，用户不得私自打开断路器进行维修。
▲使用电流调节旋钮，须按线路实际电流调节至相应位置，请勿超负荷使用。
Te Sys®系列(国产)电动机起动器选型替代手册2 Te Sys®系列产品型号介绍3 Te Sys®系列三极接触器4 Te Sys®系列四极接触器5 Te Sys®系列可逆三极接触器6 Te Sys®系列中间继电器7 Te Sys®系列热继电器8 Te Sys®系列电动机继电器9 Te Sys®与D2产品型号对照Te Sys® 系列产品型号介绍LC1 D 09 7 M CLC1：接触器LC2：可逆接触器D：D系列产品09：AC3额定电流；T**：4NO主极AC1额定电流**8：2NO/2NC主极AC3额定电流11500, 15000,17000：对于115/150/170三个规格，末尾增加“00”线圈电压代码M：220V其余参见样本线圈电压类型5：50Hz7：50/60HzD：直流L：直流低功耗无：进口产品C：上海合资厂生产LRD：热继电器无：38A以下热继电器33：17～104A热继，与LC1D40～95接触器配合43：80～140A热继，与LC1D115～170接触器配合电流整定值范围22：16～24A其余参见样本无：进口产品C：上海合资厂生产KN：上海合资厂生产，KIR系列产品GV2：电动机断路器PM：Te Sys®国产系列旋钮操作ME：Te Sys®国产系列按钮式操作RT：Te Sys® D系列拨扣式操作P：Te Sys® D系列旋钮操作电流整定值范围10：4～6.3A其余参见样本无：进口产品C：上海合资厂生产CAD：控制继电器5：NO辅助触点数量0：NC辅助触点数量线圈电压代码M：220V其余参见样本线圈电压类型5：50Hz7：50/60HzD：直流L：直流低功耗无：进口产品C：上海合资厂生产LRD 33 22 CGV2 ME 10 CCAD 5 0 M 7 C45三极接触器螺丝固定接线方式AC-3类50/60Hz额定工作辅助基本型号重量三相电动机标准电流瞬时控制电路电压编码额定功率值(θ ≤ 60˚C)AC-3 触点组成一完整型号至440V 220V380V 660V 230V 400V 415V 440V 500V 690V 1000V kWkW kW kW kW kW kW A kg 2.2444 5.5 5.5—911LC1-D09pp C 0.32035.5 5.5 5.57.57.5—1211LC1-D12pp C 0.32547.5991010—1811LC1-D18pp C 0.3305.51111111515—3511LC1-D25pp C 0.370 7.515151518.518.5—3211LC1-D32pp C 0.375918.518.518.518.518.5—3811LC1-D38pp C 0.3801118.522222*********LC1-D40pp C 1.400152225303033305011LC1-D50pp C 1.40018.53037373737376511LC1-D65pp C 1.400223745455545458011LC1-D80pp C 1.590254545455545459511LC1-D95pp C 1.6103055595975807511500LC1-D11500pp C 2.50040758080901009015000LC1-D15000pp C 2.500559010010011011010017000LC1-D17000pp C 2.5006311011011012912910020500LC1-D205pp C 5.2007513213213216016014724500LC1-D245pp C 5.30010016018020020020016030000LC1-D300pp C 9.35011022022025025028018541000LC1-D410pp C 10.05014726528028035535533547500LC1-D475pp C 12.50020033537540040045045062000LC1-D620pp C 20.100(1) LC1-D09…38：夹持安装在35mm 5型导轨上或螺丝固定LC1-D40…95~：夹持安装在35mm 或75mm 5型导轨上或螺丝固定LC1-D40…95---：夹持安装在75mm 5型导轨上或螺丝固定LC1-D115…150---：夹持安装在2×35mm 5型导轨上或螺丝固定(2) 标准控制电路电压LC1-D09 (38)U 0.7...1.25 Uc BD CD ED FDMD LC1-D09pp LC1-D25pp LC1-D95pp LC1-D115pp6四极接触器螺丝固定接线方式无电感负载极数辅助触头数基本型号重量的额定电流控制电路电压编码(θ ≤ 60˚C)组成一完整型号AC-1Akg 204 -11LC1-DT20pp C 0.3652 211LC1-D098pp C 0.365254 -11LC1-DT25pp C 0.3652 211LC1-D128pp C 0.365324 -11LC1-DT32pp C 0.4252 211LC1-D188pp C 0.425404 -11LC1-DT40pp C 0.4252 211LC1-D258pp C 0.425标准控制电路电压LC1-D09...25 和 LC1-DT20...DT40U 0.7...1.25 UcBD CD ED FD MD 直流线圈标配内置抑流模块。
施耐德断路器型号含义
N S 1 0 0 N T M 1 0 0 D 3 P F F C
①②③④⑤⑥⑦⑧
① NS 表示：系列
② 100 表示：框架电流
③ N 表示：分段能力 C 型(基本型)、L型(标准型)、M型(较高分断型)、H型(高分断型)
④ TM 表示：脱扣器类型 TM TMD
⑤ 100 表示：额定电流
⑥ 3P 表示：极数 3P 4P
⑦ F 表示：安装方式 F 表示: 固定式 P 表示: 插入式 D 表示: 抽
⑧ FC 表示：连接线方式 FC 板前接线 RC 板后接
施耐德接触器型号含义
LC1-D245Q5C施耐德接触器型号含义：
LC1------TeSys系列单个接触器
D245-----电流规格245A（95以上不带辅助接点）
Q--------电压代号，380V
5--------线圈为50Hz
C--------SSIC制造（9~620A）
LC1-D170M7C 型号含义：
LC1----TeSys系列单个接触器；
D170---电流规格170A，其中95A以上不带辅助接点；
M------线圈电压代号，M表示电压220V；
7------线圈为交流50/60Hz，若数字是5则表示50Hz，
D为直流线圈；
C------SSIC制造
LC1F330P7型号含义：
LC1------TeSys系列交流接触器
F330-----F系列接触器,AC-3时330A,AC-1时400A P--------230V
7--------50/60Hz。
1 施耐德交流接触器lc1-e2510m5n
▲接触器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。
接触器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV 以上的称为高压电器。
▲接触器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。
而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。
目前，已获得了广泛的应用。
▲电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。
配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器
▲接触器应垂直安装，且在安装前应先检查断路器铭牌上所列的技术参数是否符合使用要求。
▲通电前应人工操作几次断路器，其机构动作应灵活可靠、无阻滞现象。
▲按下闭合按钮（黑色），电路处于接通状态；按下断开按钮（红色），电路处于断开状态。
▲使用过程中，应对断路器进行定期检查（一般为一个月），即在断路器合闸通电状态下，拨动试验按钮（试验按钮用符号“Test ”表示），断路器应可靠断开。
▲当接触器因线路发生过载、短路故障而断开时，应先排除故障后再使断路器重新合闸。
▲本接触器为非维护型，所以当断路器发生故障不能正常工作时，用户不得私自打开断路器进行维修。
▲使用电流调节旋钮，须按线路实际电流调节至相应位置，请勿超负荷使用。
品牌：施耐德型号：LC1E2510
产品认证：CCC 辅助触头：1A0577保2788顺2628 LC1-E 系列交流接触器主要用于具有50Hz（或60Hz）交流电和690V 额定绝缘电压的电路中。
这些接触器还可用在额定电压380V 和额定工作电流高达
95A 的利用率类别AC-3 电路中。
这些接触器提供长距离连接和断路功能。
这些接触器还可以与合适的热敏式过载继电器组合在一起形成电磁启动器，以防止电路可能出现的过载。
接触器主要由三个系统组成：电磁系统、触点系统和遮断器
系统，以及其他组件。
①电磁系统：电磁系统包括磁性线圈和铁芯，是接触器的重要组成部分，用于驱动触点的闭合和断开。
②触点系统：触点是接触器的操作部分，主要包括触点和辅助触点。
主触点的基本功能是连接和断开主回路和控制大电流。
辅助触点是
控制回路的一部分，用于满足各种控制方法的要求。
③遮断器系统：遮断器设备用于保证触点断路时产生的电弧熄灭，从而减少电弧对触点造成的损坏。
为了快速熄灭断路导致的电弧，
接触器通常装有遮断器设备。
通常，半密封粘土遮断器盖与磁性吹出回路结合使用。
④其他部件：绝缘外壳和弹簧、短路环和传动机构。
通用接触器可大致分以下两类：136保3420顺7967
1交流接触器。
主要由电磁机构、触头系统、灭弧装置等组成。
常用的是CJ10、CJ12、CJ12B等系列。
2直流接触器，一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。
但现在接触器的型号都重新划分了。
都是AC系列的了。
1;AC-1类接触器是用来控制无感或微感电路的.
2;AC--2类接触器是用来控制绕线式异步电动机的启动和分断的.
3;AC-3和AC--4接触器可用于频繁控制异步电动机的启动和分断
接触器寿命和可靠性主要是由线圈和触头寿命决定的。
传统交流接触器由于它工作时线圈和铁芯会发热，特别是电压、电流、磁隙增大时容易导致发热而将线圈烧毁，而永磁交流触器不存在烧毁线圈的可能。
触头烧蚀主要是由分闸、合闸时产生的电弧造成的。
与传统接触器相比，永磁交流接触器在合闸时，除同样有电磁力作用外，还具有永磁力的作用，因而合闸速度较传统交流接触器快很多，经检测，永磁交流接触器合闸时间一般小于20ms，而传统接触器合闸速度一般在60ms左右。
分闸时，永磁交流接触器除分闸弹簧的作用外，还具有磁极相斥力的作用，这两种作用使分闸的速度较传统接触器快很多，经检测，永磁交流接触器分闸时间一般小于25ms，而传统接触器分闸速度一般在80ms以上。
此外，线圈和铁芯的发热会降低主触头容量，电压波动导致的吸力不够或振颤会使传统接触器主触头发热、拉弧甚至熔焊。
永磁交流接触器触头寿命与传统交流接触器触头相比，在同等条件下寿命提高3-5倍。
1997年，合资公司亏损，施耐德要求继续增资。
而上海机床电器厂因合资支出过多，盈利每况愈下，已无力按比追加股份；于是施耐德单方面追加投资，实现80%控股。
施耐德与上海人民电器厂的合作也使用了同样的手法。
双方以6:4的比例出资设立上海施耐德配电电器有限公司，上海人民电器厂出资购买土地、建设厂房并提供技术和管理人员，施耐德负责提供软技术和产品。
同样，按照协议，上海人民电器厂不能生产与合资厂有竞争关系的产品、不能开发同类产品，最终也没能逃过客户流失、市场萎缩、盈利下滑的命运。
无奈之下，上海电器股份有限公司只好丢卒保车、忍痛割爱，于1999年无偿出让上海机床电器厂20%的股份给施耐德，换回上海人民电器厂生产新产品的权利。
这一举措挽救了上海人民电器厂，然而机床电器厂却再没有走出困境。
除了在合资过程中出让了过多的权利外，市场上外资产品和民营低端产品的双重挤压也让它难有喘息之机，最终于2006年被来自新兴电器产业基地乐清市柳市镇的黄旭春以332万元接手，结束了这家老厂半个世纪的国有历史。
在2005年召开的中国机械工业联合会上，一位专家针对几起失败的外资并购案分析道：“中国企业在把股份卖给
外资公司后，对方通常就把它变成一个亏损的企业，在你熬不下去的时候，合资企业就变成了外国独资企业。
”
这种“合资—亏损—增资—控制”的路数似已成为外资谋求控制中国企业的惯用手法。
如德国最大的轴承企业FA G公司与中国具有顶尖技术实力和影响力的西北轴承股份有限公司的合作即是一例。
双方于2001年合资成立宁夏西北富安捷铁路轴承有限公司，中方占股49%，并提供土地、厂房、精良设备以及自主设计的图纸和铁道部授予的铁路轴承生产资质等资源；德方持有51%的股份，约定投入现金和生产技术。
然而此后合资公司经营不善，第二年便亏损1200余万元，2003年继续亏损1400余万元。
连年亏损之下，西北轴承已无力追加投资，FAG便出资2850万元人民币买下了其余49%的股份，合资公司转而成为德国独资。
此后不久，在FAG的推动下，公司产品迅速进入国际市场，生产技术也得到提升，业绩颇为可观。
LC1E2510原装正品，低价出售LC1E2510。
