基于触滑觉控制的智能假手关键问题研究

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智能假手是机器人学和生物医学工程领域的一个前沿性研究课题。基于目前肌电假手握力控制及感觉反馈控制的不足,以及相应控制装置的庞杂,有必要针对假手握物感觉的控制和假手握物感觉的反馈进行研究。由于智能假手比普通假手具有更好的仿生性和适应性,由肌电假手向智能肌电假手的研究发展也是假手发展的必然趋势。 本文的重点是研究用于检测假手手指与物体之间触觉和滑觉的PVDF压电薄膜传感器,并对与肌电假手控制紧密联系的神经肌肉电信号进行了研究,以期对肌电假手的研制有所帮助,提出了智能肌电假手的控制系统方案。 论文完成的主要工作: (1)研制适用于肌电假手手指的柔软PVDF触滑觉传感器,对触滑觉信号进行了特性分析,对传感信息进行处理,为控制系统提供明确的接触、滑动信息。 (2)为了对肌电信号的特性进行更有效的分析,设计了肌电信号分析处理数据库。对部分神经肌肉电信号进行了提取分析,设计了肌电图分析处理软件。 (3)为了实现肌电假手自动调节握力的功能,解决肌电信号与触滑觉信号之间的协调关系,提出了智能肌电假手闭环控制系统方案。 应用PVDF作为敏感材料的触滑觉复合传感器性能可靠,触滑觉信号易于识别。这种触滑觉传感器体积小、重量轻、灵敏度及可靠性高,便于安装在假手手指上。 肌电信号分析处理数据库便于查询和管理所采集到的肌电信号文件,通过对肌电信号进行相应的数据处理,提取肌电信号的某些特征,以控制肌电假手的不同动作。从临床医学的角度设计的肌电图分析软件能够对肌电假手的研制提供很好的帮助。
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