本文關(guān)鍵詞：基于壓電傳感技術(shù)的假手感覺信息獲取及感覺神經(jīng)反饋研究

  更多相關(guān)文章： 觸滑覺信號(hào) 感覺神經(jīng)反饋 肌肉力描記法 壓電駐極體傳感器

【摘要】：隨著科研水平的發(fā)展,假肢技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的進(jìn)步。肌電假肢和腦電假肢是當(dāng)前較為先進(jìn)的多自由度智能假肢,然而這些假肢在控制方案上仍然采取根據(jù)設(shè)定好的固定模式運(yùn)動(dòng),假肢使用者不能直覺地獲得感覺反饋,從而不能進(jìn)行感覺反饋控制,人機(jī)交互性不足。這一缺陷阻礙了假肢技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。運(yùn)動(dòng)和感覺是人手的兩大功能,并且兩功能相互影響。獲取假手在抓握物體過程中產(chǎn)生的觸滑覺信號(hào),能夠有效地提高假手運(yùn)動(dòng)的效率,實(shí)現(xiàn)無損、牢靠地將物體抓握。為了采集到精確的觸滑覺信號(hào),在研究中選用了性能優(yōu)異的壓電駐極體薄膜材料。這款材料有著質(zhì)量輕、厚度薄、柔軟可彎折、靈敏度高等特性。通過選用薄膜原材料,進(jìn)行壓電技術(shù)研究,搭建壓電駐極體薄膜電學(xué)特性測(cè)量系統(tǒng),并制作傳感器封裝。針對(duì)此傳感器設(shè)計(jì)信號(hào)調(diào)理電路,電路包括電荷放大器模塊、低通放大器模塊、陷波器模塊和電源模塊等。在設(shè)計(jì)低通放大器模塊時(shí),利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)參數(shù)選型,更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)制作電路。此外,還搭建了計(jì)算機(jī)信號(hào)采集系統(tǒng)和嵌入式信號(hào)采集系統(tǒng),以應(yīng)對(duì)在不同場(chǎng)景下的信號(hào)采集任務(wù)。使用搭建好的電路系統(tǒng)和信號(hào)系來獲取假手感覺反饋信號(hào),并提取出信號(hào)的時(shí)域和頻率特征,進(jìn)行對(duì)比和判斷,以此提取出觸覺信號(hào)和滑覺信號(hào),用這兩類信號(hào)來控制假手的運(yùn)動(dòng)。通過對(duì)肢體殘端殘留神經(jīng)表面電刺激,研究受試者肢體殘端處觸覺信息輸入的一般規(guī)律。在實(shí)驗(yàn)中采用主觀指標(biāo)和客觀指標(biāo)結(jié)合的方式確定了兩個(gè)問題,一是通過表面電刺激截肢者的殘肢,可以使截肢者獲得幻肢感;二是確定了相對(duì)最佳的觸覺信息輸入位置。在研究過程中,還進(jìn)行了基于FMG(肌肉力描記法)的運(yùn)動(dòng)特征識(shí)別實(shí)驗(yàn)。建立八通道壓電傳感系統(tǒng),并將壓力傳感器布置在人的大腿上,采集大腿在進(jìn)行抬腿、伸直、落地和翹膝四個(gè)動(dòng)作時(shí)候因肌肉收縮而產(chǎn)生的壓力,通過特征識(shí)別處理,較為精確地分辨出了四個(gè)不同的動(dòng)作。這是手部FMG實(shí)驗(yàn)的研究基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：觸滑覺信號(hào) 感覺神經(jīng)反饋 肌肉力描記法 壓電駐極體傳感器
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.17;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 第1章 引言12-22
• 1.1 課題來源12
• 1.2 課題背景及研究意義12-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 假手觸覺信息獲取16-18
• 1.3.2 假肢的反饋控制18-20
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容20
• 1.5 論文的組織20-22
• 第2章 壓電駐極體傳感器22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 壓電駐極體材料及壓電傳感器22-26
• 2.2.1 壓電駐極體材料22-23
• 2.2.2 電學(xué)特性測(cè)量系統(tǒng)23-24
• 2.2.3 傳感器封裝的制作24-26
• 2.3 壓電信號(hào)調(diào)理電路26-31
• 2.3.1 電荷放大器26-28
• 2.3.2 低通濾波器28-30
• 2.3.3 帶阻濾波器30-31
• 2.4 壓電信號(hào)采集系統(tǒng)31-34
• 2.4.1 計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)31-32
• 2.4.2 嵌入式采集系統(tǒng)32-34
• 第3章 觸滑覺信號(hào)的獲取及特征識(shí)別34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 觸滑覺反饋控制方案34-35
• 3.3 觸滑覺信號(hào)特征提取及識(shí)別35-40
• 3.3.1 觸滑覺信號(hào)的預(yù)處理35-36
• 3.3.2 觸滑覺信號(hào)特征提取36-37
• 3.3.3 觸覺信號(hào)和滑覺信號(hào)的識(shí)別37-40
• 第4章 感覺神經(jīng)反饋研究40-44
• 4.1 引言40
• 4.2 感覺神經(jīng)反饋實(shí)驗(yàn)方案40-41
• 4.3 感覺神經(jīng)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果41-44
• 第5章 基于FMG的動(dòng)作特征識(shí)別實(shí)驗(yàn)44-46
• 5.1 引言44
• 5.2 基于FMG動(dòng)作識(shí)別實(shí)驗(yàn)方案44-46
• 第6章 總結(jié)與展望46-47
• 6.1 本文總結(jié)46
• 6.2 不足與展望46-47
• 致謝47-48
• 作者簡(jiǎn)介48-50
• 附錄50-52
• 參考文獻(xiàn)52-54

【相似文獻(xiàn)】

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