基于語音及肌電信號的嵌入式假手控制器的研制.pdf

1、智能化、集成式、重量輕、體積小、可靠性高和操作靈活是多自由度殘疾人假手的發(fā)展趨勢。本文采用生物機電一體化設(shè)計思想，針對具有感知功能的多自由度假手，研制了一款基于語音及肌電信號的嵌入式假手控制器。
　　本文首先對假手電氣系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作了綜述，分析了多源生物信號在殘疾人假手中的應(yīng)用。結(jié)合模塊化思想研制了多自由度假手的控制器。系統(tǒng)電源模塊負責把電池電壓轉(zhuǎn)換為假手所需的各種電壓；以TI公司TMS320F2812DSP為核心設(shè)計的處理

2、器模塊用于管理和決策假手整個控制系統(tǒng)；語音和多通道肌電信號處理模塊分別用來處理語音和肌電信號，DSP根據(jù)這些信號產(chǎn)生相應(yīng)的電機動作指令；系統(tǒng)通信模塊則包括DSP與上位機，DSP與假手驅(qū)動系統(tǒng)的通信，是控制器的重要組成部分；電源管理模塊跟隨DSP2812實時監(jiān)測系統(tǒng)電池組的充放電狀態(tài)和剩余電量情況；感覺反饋則用振動電機和電刺激器使假手佩戴者直接感覺到與抓取力大小對應(yīng)的振感或電流刺激感，從而產(chǎn)生“幻肢”的感覺，以提高假手操作的可靠性。此外，

3、本文還設(shè)計了用于電路板過熱保護的溫度傳感器電路和用于肌電信號訓(xùn)練及運算的片外擴展存儲器電路。
　　作為不可缺少的重要組成部分，控制器軟件以實時性、可靠性和易升級性為設(shè)計原則，完成對應(yīng)于各硬件模塊的程序編制。對作為假手主要控制源的語音和肌電信號進行了算法分析，基于支持向量機的肌電信號分類算法詳細研究了其數(shù)學(xué)原理和應(yīng)用過程。整個控制器放置在手臂筒內(nèi)，并通過eCAN總線和假手驅(qū)動系統(tǒng)通信。
　　最后，完成嵌入式假手控制器相關(guān)實驗。