基于滑動(dòng)檢測(cè)的假肢手反射控制研究.pdf

1、在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，雖然被抓物體的材質(zhì)，重量，剛度均未知，外界擾動(dòng)也不確定，人們卻能夠根據(jù)手的觸覺信息，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整抓取力的大小，實(shí)現(xiàn)無滑動(dòng)的穩(wěn)定抓取過程。然而，對(duì)于假肢手而言，由于缺乏人手的靈活性，又沒有高效的皮膚感受器，非結(jié)構(gòu)化環(huán)境成為其實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定抓取的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。特別是當(dāng)假肢手抓取力過小時(shí)，如何避免物體滑落，如何動(dòng)態(tài)的應(yīng)對(duì)外界環(huán)境的干擾，成為科學(xué)研究急需解決的難題。為了在假肢手上重建仿人手反射控制功能，本文從滑動(dòng)檢測(cè)和反射控制策略等方

2、面入手，對(duì)假肢手的反射控制進(jìn)行了深入研究，主要的工作如下:
　　(1)在分析腱驅(qū)動(dòng)假肢手結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，運(yùn)用拉格朗日方程法建立了假肢手動(dòng)力學(xué)模型，并分別運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件MATLAB和動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS對(duì)其進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證，證實(shí)了動(dòng)力學(xué)模型的合理性。
　　(2)利用力敏電阻設(shè)計(jì)了一種新型滑動(dòng)檢測(cè)傳感器，并運(yùn)用短時(shí)傅里葉變換對(duì)其輸出信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。提出了一種基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法的滑動(dòng)信號(hào)檢測(cè)方法，并對(duì)該方法的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)

3、測(cè)試，結(jié)果驗(yàn)證了該滑動(dòng)檢測(cè)方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　(3)針對(duì)假肢手抓握對(duì)象的軟硬度以及滑動(dòng)速度的變化，建立了假肢手模糊反射加載力模型，提出了假肢手?jǐn)M人反射控制的整體策略;設(shè)計(jì)了基于滑動(dòng)快慢的自適應(yīng)PI力控制器。通過抓取不同軟硬度物體的反射控制仿真，驗(yàn)證了反射控制策略的正確性和可行性。
　　(4)基于假肢手反射控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在抓取物體軟硬度和滑動(dòng)速度均變化的情況下，對(duì)假肢手進(jìn)行了反射抓取力控制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)