基于生物電信號的智能假手關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、手是人體的重要組成部分，失去手臂的截止患者可以通過安裝假手回歸到正常人的生活?，F(xiàn)階段商業(yè)假手和科研假手種類繁多，分為裝飾性假手、功能性假手和智能假手三種類型。依靠人體皮膚表面的肌電信號提取控制信息的肌電假手屬于智能假手。肌電假手不僅外表美觀，而且動作式樣豐富，功能上貼近人手，這使得肌電假手具有廣闊的開發(fā)前景。根據(jù)人手骨骼結(jié)構(gòu)，同時應(yīng)用干涉驅(qū)動原理，設(shè)計出外觀上具有5個手指且每個手指均可獨(dú)立動作的仿人結(jié)構(gòu)。包括手腕部分2個自由度，假手具有

2、18個運(yùn)動自由度和13個控制自由度，手部動作式樣豐富。應(yīng)用鋁合金材料制作，具有體積小、重量輕的特點(diǎn)，從而更加貼近真實(shí)人手，方便殘疾人使用。肌電假手能根據(jù)人的意識控制假手動作，具有一定的智能。這種智能體現(xiàn)在對肌電信號的采集和處理上。根據(jù)肌電信號的特性和盡量消除干擾的設(shè)計要求，采用雙貼片電極差分輸入的方式，經(jīng)過放大電路和濾波電路，輸出的肌電信號頻率范圍和幅值能夠滿足控制器的要求。
　　 本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用Gumstix微處理

3、器對肌電信號進(jìn)行處理，首先在滿足香農(nóng)采樣定理不失真采樣的前提下對傳感器系統(tǒng)采集過來的肌電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后應(yīng)用均方根值算法處理采集到的肌電信號并得出相應(yīng)的控制信息。這些控制信息被轉(zhuǎn)換為PWM控制信號輸送到驅(qū)動系統(tǒng)，控制舵機(jī)的動作。⑵通過光耦的方式把幅值較低的PWM電平轉(zhuǎn)換為舵機(jī)適應(yīng)的電平，以解決Gumstix輸出的PWM在幅值上不能滿足舵機(jī)對控制信號的要求的問題。肌電假手可以實(shí)現(xiàn)簡單的握拳和伸掌2個動作。⑶本研究開發(fā)的肌電假手結(jié)構(gòu)設(shè)