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(hào)的動(dòng)力假肢,是一種生物電控制的典型的"人-機(jī)"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(cè)出的肌電位變化作為假手動(dòng)作的控制信號(hào),控制假手動(dòng)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(lái)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(chǎng),也成為上肢假肢研究中的一個(gè)熱點(diǎn).隨著康復(fù)工程、機(jī)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(kāi)環(huán)控制,最大弊病是缺

2、少感覺(jué)功能,始終以恒力、恒速來(lái)進(jìn)行物體抓取.由于控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單,對(duì)于剛性物體的抓取還是實(shí)用的.但對(duì)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(gè)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(jué)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(jué)和具備握力自適應(yīng)性,該論文分析了

3、人手握物過(guò)程以及感覺(jué)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(cè)指物之間觸覺(jué)和滑覺(jué)的微型傳感器.利用安裝在假手手指前端的觸、滑覺(jué)傳感器,來(lái)對(duì)握物狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)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(dòng)速度隨時(shí)自適應(yīng)握力調(diào)整,保證以最小握力實(shí)現(xiàn)無(wú)滑移抓取控制.實(shí)驗(yàn)表明,該控制方案可行.假手握物過(guò)程擬人性好,響應(yīng)快,握物穩(wěn)定,可靠.但帶有觸滑覺(jué)肌電假手是一種新的假肢模式,其完善