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基于EMG的假手实时力跟踪控制

沈阳工业大学学报 2012年第1期34卷 63-67页

作者：王新庆刘伊威杨大鹏樊绍巍刘宏哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 机器人及机电一体化研究所德国宇航中心慕尼黑82230

针对商业假手灵活性及智能化水平较低的问题,进行了具有力矩/位置感知的五指假手及其控制方法的研究.以人体前臂肌电信号(EMG)为控制源,以力传感器检测指尖法向力,通过SVR支持向量机(Support Vector Regression,SVR)构建了指尖力的预测... 详细信息

针对商业假手灵活性及智能化水平较低的问题,进行了具有力矩/位置感知的五指假手及其控制方法的研究.以人体前臂肌电信号(EMG)为控制源,以力传感器检测指尖法向力,通过SVR支持向量机(Support Vector Regression,SVR)构建了指尖力的预测模型;采用网格搜索法确定模型的参数,缩短了训练时间,提高了模型的泛化能力.通过在线预测,结合带有二阶微分跟踪器的模糊PID控制方法实现了指尖施力实时跟踪;速度快,超调小,鲁棒性强,提高了假手的控制水平.

关键词：假手肌电支持向量回归微分跟踪器模糊PID 指尖力网格搜索法时域特征

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基于肌电信号的多模式抓握力估计

计算机应用 2015年第7期35卷 2109-2112页

作者：张冰珂段小刚邓华中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 中南大学机电工程学院长沙410083

针对大多肌电控制的假肢只研究模式识别而没有对抓握力和抓握模式同步解码的问题,提出一种同时分析抓握模式和抓取力的方法。首先,采用4通道表面电极采集人体手臂肌电信号(EMG),采用力敏电阻(FSR)采集抓取力信号;然后,分别利用线性判别... 详细信息

针对大多肌电控制的假肢只研究模式识别而没有对抓握力和抓握模式同步解码的问题,提出一种同时分析抓握模式和抓取力的方法。首先,采用4通道表面电极采集人体手臂肌电信号(EMG),采用力敏电阻(FSR)采集抓取力信号;然后,分别利用线性判别分析(LDA)方法和人工神经网络(ANN)进行抓握模式识别和力估计。在4种抓握模式下分别建立4个肌电信号-力关系,一旦判别出抓取模式,则调用相应模式下肌电信号-力模型估计抓握力大小以实现模式识别和力估计的结合。实验结果表明,当进行模式和力的同步解码时,模式平均分类精度约为77.8%,力估计的准确率约为90%。该方法可以用于假肢的肌电控制,不仅可以解码使用者的抓取动作的意图,还可以解码使用者期望的抓取力,辅助假肢实现稳定抓取。

关键词：肌电信号假肢手人工神经网络模式识别指尖力

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基于PVDF的三维指尖力传感器设计

传感器与微系统 2019年第6期38卷 96-98,101页

作者：魏健雄万舟单阳祝奔奔昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650504

在智能机械手控制过程中,为了获取指尖力三维信息,设计了一种基于聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜的指尖力触觉传感器,并通过数学模型描述了压电薄膜及传感探头原理,设计了相应的调理电路。以和接触面所呈不同角度的指尖力为测试对象。测试... 详细信息

在智能机械手控制过程中,为了获取指尖力三维信息,设计了一种基于聚偏二氟乙烯(PVDF)压电薄膜的指尖力触觉传感器,并通过数学模型描述了压电薄膜及传感探头原理,设计了相应的调理电路。以和接触面所呈不同角度的指尖力为测试对象。测试结果显示:所设计的指尖力传感器能准确检测指尖力的三维信息,可用于实际的指尖力检测。

关键词：指尖力三维聚偏二氟乙烯触觉传感器

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兼有高速与高握持力的灵巧手设计与研究

兼有高速与高握持力的灵巧手设计与研究

作者：侯昊楠华中科技大学

学位级别：硕士

受执行器的尺寸和重量的物理限制,已开发的灵巧手很难同时获得快速运动和高指尖力的优秀性能。近年来采用混合驱动的机械手成为新的研究方向,混合驱动是指灵巧手同一关节采用两套系统传动和驱动,以实现灵巧手兼有高速与高握持力的能力... 详细信息

受执行器的尺寸和重量的物理限制,已开发的灵巧手很难同时获得快速运动和高指尖力的优秀性能。近年来采用混合驱动的机械手成为新的研究方向,混合驱动是指灵巧手同一关节采用两套系统传动和驱动,以实现灵巧手兼有高速与高握持力的能力。混合驱动灵巧手核心问题是消除两套驱动传动系统的耦合影响同时保证尺寸精巧与结构轻量。现有的混合驱动灵巧手往往驱动部件复杂且配件过多,传动和解耦结构需要占用腕部空间,同时自由度较少导致灵巧性不足,应用价值不高。针对这一问题,本文借鉴离合装置的设计思路,提出了一种弹性摩擦离合结构,实现了两套系统的独立运作。同时完成了一款兼顾高速与高握持力并且紧凑轻量的灵巧手设计。本文设计了灵巧手的腱绳布置与关节结构,保证了各关节的独立运动,互不影响。提出了基于任务的设计理念和轻量小型化的设计目标,并创新了“3.5”指灵巧手的特殊构型。本文所研究的灵巧手具有11个关节10自由度。其中食指和中指结构一致,一根手指拥有4个关节3个速度自由度,1个额外的力矩自由度可以同时提供食指和中指的高指尖力,大拇指被简化为2个自由度,小拇指和无名指被合并为1根手指并仅有1个自由度,被定义为“0.5”指。通过手势能力与抓取姿势实验验证了灵巧手的拟人能力,通过速度与力量性能实验验证了灵巧手的设计目标,通过辅助手指功能实验和双驱动模式实验验证了灵巧手的实际应用能力。

关键词：灵巧手混合驱动指尖力高速高握持力