新型仿人型假手及肌电控制研究

综述了几种新型多自由度仿人型假手的机构、传感系统,并对肌电信号控制方法进行了详细讨论.假手机构及控制的多自由度实现将逐步应用于残疾人康复工程,为其生活带来极大的便利.     

基于抓握可靠性的肌电控制假手优化和动态性能研究

针对肌电控制假手的结构特点,分析影响肌电控制假手抓握可靠性的因素。借助MSC/Nastran软件平台,建立该假手系统的有限元模型,以结构系统应变能最小作为优化的目标函数,以结构系统的体积和质量约束作为优化约束函数,对肌电控制假手进行结构拓扑优化。在此基础上分析研究其动力特性、力能耦合关系、以及在以传动系统动态响应作为外部冲击载荷作用下的瞬态响应。研究结果表明:优化后的肌电控制假手的振动冲击减小,反应时间缩短,抓握可靠性得到显著提高。     

基于预抓取模式识别的假手肌电控制方法

为解决多自由度假手肌电控制难题,建立一种人手预抓取模式的在线识别方法,并将其应用至HIT-DLR假手的抓取控制。基于Teager-Kaiser能量算子增幅肌电信号在肌肉动作发起时的变化,引入后处理解决噪声影响,提出一种预抓取发起的在线检测方法。针对人手4种预抓取模式,讨论不同肌电信号分段方法,不同时域特征、频域特征和时频域特征以及多种分类方法所能获得的识别成功率。最终建立了基于波形长度及支持矢量机的最优识别方法,成功率可达95%,延迟小于300 ms。肌电控制试验表明,假手可以准确快速地抓取各种不同形状的物体。     

采用肌电信号控制残疾人假手的研究

介绍了采用肌电信号来控制假手的运动。手指部分的设计采用欠驱动机构和耦合原理,控制电路与机械结构进行系统化设计,假手由皮肤表面肌电（EMG）信号进行控制,肌电信号处理运算全部在DSP内完成。研究表明,该控制算法简单,特征识别成功率高。     

电驱动无级自动变速传动动态控制研究

采用直流电机作为金属带式无级自动变速器(Continuously variable transmission,CVT)的调速驱动机构,与传统的电控液动方式相比,可大大减少系统的零件数目,提高整机效率,提高CVT的速比响应速度和控制精度.在分析电驱动CVT结构的基础上,建立了CVT调速机构和速比变化率的数学模型,设计了基...     

一种肌电假手的自适应模糊控制方法

针对肌电假手的力控制问题,提出了一种基于肌电信号自适应学习的动作识别方法,同时结合模糊神经网络PID控制算法实现肌电信号对假手的控制.设计的肌电信号自适应学习动作识别方法在时域内进行,减小运算复杂度和计算量的同时保证了动作识别精度.采用模糊神经网络PID算法设计了假手握力控制器,在没有位置传感器的情况下保证了假手握力的控制精度.进行了肌电信号动作识别跟踪实验、假手握力跟踪实验、肌电信号控制假手抓取实验,实验结果证明了肌电信号自适应学习动作识别方法和模糊神经网络PID握力控制方法在肌电假手控制中的有效性.     

基于动态阈值的肌电假手动作控制方法研究

由于构成肌电信号采集电路的电子元器件性能不可能完全对称及干扰信号的存在,有时会导致两路肌电信号发生阈值不一致。这时仍采用固定阈值来对两路肌电信号控制的动作进行判别,会导致动作的误判率增加。为了提高对假手动作判别的正确率,本文提出了利用动态阈值对假手动作进行判别。实验结果表明,利用动态阈值对假手动作进行判别,能够提高对动作判别的正确率达约10%。     

基于肌电信号的仿人型假手控制

提出了一个表面肌电信号运动模式分类器，利用安置在拇长屈肌和指深屈肌上的2个电极所测得的肌电信号，该运动模式分类器能够成功的分辨出拇指、食指和中指的弯曲运动。完成了对所研制仿人型残疾人假手的控制。     

仿生电动假手的研究

设计一种带有触觉和滑觉传感器的肌电控制电动假手。触滑觉组合传感器采用PVDF作为敏感材料．柔顺的传感器表面和小巧的尺寸使之能完全应用于仿生假手的手指上。以AR模型特征分析方法与神经网络相结合的方法完成肌电信号的运动模式识别，并在电动假手的控制上，采用肌电信号与触滑感觉信号作为双重控制信号源，取得了良好的电动假手仿生控制效果。     

数控车床主轴自动变速系统的改装

对CJK6132经济型数控车床的主轴变速部分加装主轴自动变速模块后,使其12级转速均能靠程序指令及电控信号实现自动化,提高了经济型数控车床的技术性能和经济效益。     

多自由度肌电假手电源管理系统的研究

将电源管理系统(PMS)应用在HIT多自由度假手上,结合假手整系统双处理器分布式控制结构,跟随主DSP2812实时监测系统电池组的充放电状态和剩余电量情况,并进行速率和温度补偿.该PMS系统的硬件可以很好地与主控系统通讯,软件调试平台基于虚拟机技术实现,满足通用性和可移植性.     

残疾人用假手的机构研究

分析了人手的结构和抓物方式,根据欠驱动和耦合原理研制了仿人型残疾人假手,该手尺寸和成年人手大小相仿,且结构简单,重量轻,高度集成化.利用Matlab软件优化设计了手指各杆件参数,进行了运动学分析.实验证明:该假手具有很好的抓取自适应性,能进行力量抓取和精确抓取.     

多自由度假手控制和实验系统的设计

设计了多自由度假手控制系统,采用了分布式结构,有2个DSP分别进行假手的本体控制和基于EMG信号动作识别.建立了多自由度假手控制实验平台,可以进行离线训练和基于DSP的在线动作识别.     

仿生假手的温度感知技术研究

为了使仿生假手能最大程度地模仿人手的感知功能,首先根据人类的实际需求进行温度感知方案的论证,然后针对假手的温度传感器进行选型并进行测温原理分析; 根据选定的方案,进行温度感知各个模块的设计; 最后搭建整个测温系统并利用Proteus进行仿真分析,最后针对该系统进行了实验验证,实验结果表明,具有该温度感知系统的假手能够实现待抓取物温度感知功能,且不影响假手的正常抓握。     

混合双轴控制的太阳自动跟踪系统研究

文中主要针对斯特林碟架,设计了以ARM处理器和可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,视日运行轨迹跟踪与图像处理相结合的混合跟踪方式实现太阳自动跟踪.首先,利用太阳位置算法(SPA)定位太阳位置,确保太阳光斑在摄像头视场范围内;其次,使用CMOS图像传感器采集太阳图像,通过ARM处理器处理图像获取太阳跟踪角度误差;最后利...     

基于SPCE061A的多自由度假手语音控制系统的研究

介绍了利用语音识别和无线传输技术实现对多自由度假手的远程语音控制系统。用该语音控制系统弥补了基于肌电信号（EMG）和脑电信号（EEG）控制系统的不足。从而使多自由度假手进一步满足残疾人的需要，给残疾人带来更多的方便。该语音控制系统结构灵活紧凑，质量轻，能耗低，易于功能扩展，便于在以后的工作中增加用户所需的功能。     

欠驱动假肢手的运动学与静力学仿真

应用虚功原理建立了SJT2欠驱动仿人假肢手的抓取静力学模型,实现了抓取操作过程中静力分配的仿真计算.利用Open inventor建立了假肢手的虚拟场景,同时利用Coldet完成了图形仿真系统的碰撞检测功能.利用虚拟仿真系统,实现了对圆柱形物体的抓取仿真.