現(xiàn)有的商用假肢由于缺少觸覺感知反饋,無法被大多數(shù)殘疾者認(rèn)可。針對當(dāng)前假肢控制的不足,本文在假肢手控制系統(tǒng)中引入了電觸覺刺激以構(gòu)成閉環(huán)反饋,加以模塊化的設(shè)計(jì)及反饋方式的研究,從而提高人對假肢的控制效果,并實(shí)現(xiàn)雙向的人機(jī)接口�；谀K化理念,設(shè)計(jì)了可穿戴的電觸覺臂帶,包含小型化電刺激器的軟硬件設(shè)計(jì)和多通道的刺激電極陣列設(shè)計(jì)。進(jìn)而通過刺激器的波形輸出和人體實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了有效性的驗(yàn)證。為實(shí)現(xiàn)假肢手閉環(huán)控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)了假肢手驅(qū)動(dòng)板,并結(jié)合肌電信號(hào)處理算法對假肢手進(jìn)行控制。在后端反饋中,設(shè)計(jì)了可摘戴的指套式壓力傳感器,并結(jié)合設(shè)計(jì)的電觸覺臂帶,進(jìn)行了利用假肢閉環(huán)系統(tǒng)來判斷抓握物體剛度的實(shí)驗(yàn)及在視覺基礎(chǔ)上不同電觸覺反饋下的抓握物體成敗實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明電觸覺反饋改善了人控制假肢手的效果。針對現(xiàn)有反饋編碼傳遞信息量的不足,基于電觸覺臂帶的設(shè)計(jì),探索了在有限區(qū)域內(nèi),提高傳遞信息量的編碼方案,研究了空、頻域不同混合編碼的方案對人感知識(shí)別的效果,并給出了在不同情況下最優(yōu)的空頻混合方案。為進(jìn)一步提高對假肢手狀態(tài)信息的反饋,基于高密度電極刺激的電刺激器,對控制手部動(dòng)作和手指動(dòng)作的肌肉進(jìn)行了激活并對被動(dòng)的手部運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了識(shí)別... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１商用假肢手??Ｆｉｇ．?１－１?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ??

ｍｊ??ａ．?Ｍｉｃｈｅｌａｎｇｅｌｏ?假肢手?ｂ．?ｉ－Ｌｉｍｂ?ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?假肢手??圖１－１商用假肢手??Ｆｉｇ．?１－１?ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ?ｐｒｏｓｔｈｅｓｉｓ??依靠視覺反饋和假肢手自我反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，截肢者的自我感覺與假肢手的??動(dòng)作相脫離，使人僅僅將假肢手看作是獨(dú)立于身體之外的人造工具４因而加入觸??覺反饋，可以建立起假肢手與人的后端接口，從而實(shí)現(xiàn)更智能的人機(jī)接口。??

較前兩者刺激方式的設(shè)備體積而言通常較大，因而在日后向小型化發(fā)展有很大的??提升空間。Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ?Ｃｉｐｒｉａｎｉ、Ｊａｃｏｂ?Ｌ．Ｓｅｇｉｌ?和?Ｆｒａｎｃｅｓｃｏ?Ｃｌｅｍｅｎｔｅ?等研究者［１２］研究??了加入觸覺反饋后，人對機(jī)械手抓握動(dòng)作的調(diào)整情況，如圖１－２所示，健康受試??者坐于桌前，受試者移動(dòng)拇指和食指（類似于捏取動(dòng)作），通過位置傳感器測量兩??指間的相對位置，并將該信息傳遞給前方機(jī)械手，從而控制電機(jī)來調(diào)整機(jī)械手拇??指和食指的位置，實(shí)現(xiàn)在人的控制下完成對物體的捏取。機(jī)械手的手指上安裝有??壓力傳感器，在接觸或釋放物體的過程以及完全捏取物體的過程中，研究者將機(jī)??械手的觸覺信息通過人工觸覺作用于受試者的拇指、食指和無名指上，將振動(dòng)器??的振動(dòng)反饋編碼方案與上述捏取物體的事件建立映射關(guān)系，從而構(gòu)成了閉環(huán)控制??系統(tǒng)。該研究以離散事件驅(qū)動(dòng)的感知反饋理論為基礎(chǔ)，將機(jī)械手的狀態(tài)與觸覺編??碼機(jī)制進(jìn)行映射

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]信息觸覺表達(dá)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用[J]. 郝飛,盧偉,宋愛國,吳涓,劉威.  測控技術(shù). 2011(01)
[2]基于電觸覺替代視覺系統(tǒng)的漢字識(shí)別[J]. 劉捷,張竹茂,任秋實(shí),柴新禹.  中國醫(yī)療器械雜志. 2010(05)
[3]第二次全國殘疾人抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)[J]. 陳新.  中國生育健康雜志. 2008(02)
[4]背指式指端電觸覺再現(xiàn)裝置及其性能評(píng)價(jià)[J]. 帥立國,況迎輝,宋愛國,黃惟一.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2000(06)
[5]機(jī)器人觸覺臨場感電觸覺反饋技術(shù)研究[J]. 艾俊波,李科杰,張紅芬.  傳感器世界. 2000(02)
[6]遙作機(jī)器人觸覺臨場感的電觸覺實(shí)現(xiàn)[J]. 金世俊,黃惟一,宋愛國.  機(jī)器人. 1997(05)



本文編號(hào)：3246186