基于生物電信號(hào)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(guò)安裝假手回歸到正常人的生活。現(xiàn)階段商業(yè)假手和科研假手種類(lèi)繁多，分為裝飾性假手、功能性假手和智能假手三種類(lèi)型。依靠人體皮膚表面的肌電信號(hào)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(dòng)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(kāi)發(fā)前景。根據(jù)人手骨骼結(jié)構(gòu)，同時(shí)應(yīng)用干涉驅(qū)動(dòng)原理，設(shè)計(jì)出外觀上具有5個(gè)手指且每個(gè)手指均可獨(dú)立動(dòng)作的仿人結(jié)構(gòu)。包括手腕部分2個(gè)自由度，假手具有

2、18個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度和13個(gè)控制自由度，手部動(dòng)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(shí)控制假手動(dòng)作，具有一定的智能。這種智能體現(xiàn)在對(duì)肌電信號(hào)的采集和處理上。根據(jù)肌電信號(hào)的特性和盡量消除干擾的設(shè)計(jì)要求，采用雙貼片電極差分輸入的方式，經(jīng)過(guò)放大電路和濾波電路，輸出的肌電信號(hào)頻率范圍和幅值能夠滿(mǎn)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(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行處理，首先在滿(mǎn)足香農(nóng)采樣定理不失真采樣的前提下對(duì)傳感器系統(tǒng)采集過(guò)來(lái)的肌電信號(hào)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(hào)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(hào)輸送到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制舵機(jī)的動(dòng)作。⑵通過(guò)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(mǎn)足舵機(jī)對(duì)控制信號(hào)的要求的問(wèn)題。肌電假手可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的握拳和伸掌2個(gè)動(dòng)作。⑶本研究開(kāi)發(fā)的肌電假手結(jié)構(gòu)設(shè)