肌電假肢的使用離不開訓(xùn)練過程,傳統(tǒng)的方式是使用實體假肢進(jìn)行訓(xùn)練,效率低、時間長且枯燥乏味,易使患者失去訓(xùn)練的積極性和信心。虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)在直觀性、生動性、交互性等方面具有天然優(yōu)勢,逐漸成為訓(xùn)練的主要方式。為了提升患者的訓(xùn)練效率、縮短訓(xùn)練時間,本文設(shè)計了一種由基于肌電信號的多模式神經(jīng)控制模塊和基于振動刺激的感覺反饋模塊組成的智能上肢假肢訓(xùn)練系統(tǒng),其具有運動、感覺雙向神經(jīng)通道,并進(jìn)行了生機閉環(huán)交互實驗。本文首先對假肢虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)、肌電控制方法和感覺反饋方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析,總結(jié)現(xiàn)有虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)的不足,確定系統(tǒng)采用的肌電控制算法和感覺反饋模塊的反饋方式�；诠δ苄枨筮M(jìn)行總體設(shè)計,以Visual C++6.0和Open Inventor三維圖形開發(fā)庫,作為開發(fā)平臺,建立智能上肢假肢訓(xùn)練系統(tǒng)。通過對臂手系統(tǒng)進(jìn)行運動學(xué)分析,實現(xiàn)對上肢的控制。設(shè)計虛擬場景顯示窗、碰撞檢測模塊、自動演示模式、控制訓(xùn)練模式來實現(xiàn)系統(tǒng)的主體功能。在系統(tǒng)中集成多模式神經(jīng)控制和感覺反饋功能。在控制訓(xùn)練模式下,通過交互界面顯示分類器的分類結(jié)果和動作意圖解碼的動作標(biāo)簽;采用彈簧-阻尼模型作為虛擬環(huán)境中的接觸模型,分析不同接... 

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及目的
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 假肢虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 肌電控制方法
        1.2.3 感覺反饋技術(shù)
    1.3 課題來源
    1.4 主要研究內(nèi)容
第2章 智能上肢假肢訓(xùn)練系統(tǒng)的建立
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)設(shè)計
        2.2.1 系統(tǒng)需求分析
        2.2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.3 開發(fā)平臺
    2.4 虛擬模型
        2.4.1 虛擬假肢外形建模
        2.4.2 運動學(xué)分析
    2.5 系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
        2.5.1 虛擬場景顯示窗
        2.5.2 碰撞檢測模塊
        2.5.3 自動演示模式
        2.5.4 控制訓(xùn)練模式
    2.6 本章小結(jié)
第3章 運動感覺雙向神經(jīng)通道的設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 多模式神經(jīng)控制模塊
        3.2.1 肌電信號的采集
        3.2.2 肌電信號的解碼
        3.2.3 肌電信號的顯示
    3.3 虛擬力計算
    3.4 感覺反饋模塊
        3.4.1 振動反饋策略
        3.4.2 振動反饋控制器通訊模塊設(shè)計
        3.4.3 振動電機驅(qū)動電路設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 智能上肢假肢的生機閉環(huán)交互訓(xùn)練實驗
    4.1 引言
    4.2 實驗設(shè)置
    4.3 生機閉環(huán)交互實驗
    4.4 實驗任務(wù)及評價指標(biāo)
    4.5 實驗結(jié)果及分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]假肢中的感知及其反饋技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 朱波,褚亞奇,趙新剛.  生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2019(06)
[2]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的碰撞檢測算法綜述[J]. 于文斐.  民航學(xué)報. 2019(04)
[3]下肢康復(fù)機器人肌電感知與人機交互控制方法[J]. 張小棟,陳江城,尹貴.  振動.測試與診斷. 2018(04)
[4]康復(fù)機器人的人機交互控制方法[J]. 梁旭,王衛(wèi)群,侯增廣,任士鑫,彭亮,胡進(jìn).  中國科學(xué):信息科學(xué). 2018(01)
[5]智能假肢手的生機電集成[J]. 姜力,楊斌,黃琦,曾博,樊紹巍,楊大鵬,郭闖強.  機器人. 2017(04)
[6]具有關(guān)節(jié)限位的7R仿人機械臂逆運動學(xué)優(yōu)化[J]. 霍希建,劉伊威,姜力,夏晶,劉宏.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2016(01)

博士論文
[1]自適應(yīng)肌電模式識別及假手人機交互控制的研究[D]. 黃琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]操作感知一體化靈巧假手機構(gòu)及滑動控制的研究[D]. 曾博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]智能假肢手的多模態(tài)感知反饋及生機交互訓(xùn)練[D]. 胡建浩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]基于RGB-D深度學(xué)習(xí)的假手抓取模式識別及控制研究[D]. 施純源.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]仿生假手的陣列式電觸覺反饋系統(tǒng)及策略研究[D]. 王博雅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[4]基于臂/手系統(tǒng)的軸孔裝配方法研究[D]. 朱兆杰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[5]基于運動功能復(fù)現(xiàn)方法的假手腕部機構(gòu)研究[D]. 樊士冉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于振動反饋的智能假肢抓握系統(tǒng)設(shè)計與研究[D]. 賴秋霞.華中科技大學(xué) 2016
[7]操作感知一體化假手構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計及虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)的研究[D]. 陳川.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[8]仿生假手雙向生機接口系統(tǒng)及交互控制的研究[D]. 黃琦.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號：3734739