智能肌電假手控制系統(tǒng)研究.pdf

1、肌電控制假手是利用肌電作為控制信號的動力假肢,是一種生物電控制的典型的"人-機"系統(tǒng).其工作原理是利用殘肢者手臂上的殘端肌肉中檢測出的肌電位變化作為假手動作的控制信號,控制假手動作,從而代替人軀體上失去的手臂.與其它方式控制的假手比起來具有很多的優(yōu)越性,因而受到患者的青睞,擁有廣闊的市場,也成為上肢假肢研究中的一個熱點.隨著康復(fù)工程、機械、電子學(xué)的發(fā)展,肌電假手的研究也逐漸深入,向著更加智能化發(fā)展.傳統(tǒng)肌電假手采用開環(huán)控制,最大弊病是缺

2、少感覺功能,始終以恒力、恒速來進(jìn)行物體抓取.由于控制系統(tǒng)較簡單,對于剛性物體的抓取還是實用的.但對于易變形物體(如薄膜工件、柔軟材料等)、易碎物體(雞蛋、玻璃制品等)就可能造成變形、破碎或?qū)Ρ砻嬖斐蓳p傷.還有環(huán)境的變化,如一個外力突然作用在被握物體上,被握物體可能脫落.智能假肢技術(shù)是用工程方法模擬人的感覺和智能行為,利用傳感器獲取外部信息,形成閉環(huán)控制,其關(guān)鍵技術(shù)在于傳感器和控制系統(tǒng).為了使假手有握物感覺和具備握力自適應(yīng)性,該論文分析了

3、人手握物過程以及感覺信息傳遞,提出在假手握力控制中采用到人體的大閉環(huán)和假手的小閉環(huán)聯(lián)合控制方案,研制了用于檢測指物之間觸覺和滑覺的微型傳感器.利用安裝在假手手指前端的觸、滑覺傳感器,來對握物狀態(tài)進(jìn)行實時識別.假手的握力控制采用了模糊控制技術(shù),使假手能根據(jù)物體的滑動速度隨時自適應(yīng)握力調(diào)整,保證以最小握力實現(xiàn)無滑移抓取控制.實驗表明,該控制方案可行.假手握物過程擬人性好,響應(yīng)快,握物穩(wěn)定,可靠.但帶有觸滑覺肌電假手是一種新的假肢模式,其完善