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)計及反饋方式的研究,從而提高人對假肢的控制效果,并實現(xiàn)雙向的人機接口�；谀K化理念,設(shè)計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)計和多通道的刺激電極陣列設(shè)計。進而通過刺激器的波形輸出和人體實驗進行了有效性的驗證。為實現(xiàn)假肢手閉環(huán)控制系統(tǒng),設(shè)計了假肢手驅(qū)動板,并結(jié)合肌電信號處理算法對假肢手進行控制。在后端反饋中,設(shè)計了可摘戴的指套式壓力傳感器,并結(jié)合設(shè)計的電觸覺臂帶,進行了利用假肢閉環(huán)系統(tǒng)來判斷抓握物體剛度的實驗及在視覺基礎(chǔ)上不同電觸覺反饋下的抓握物體成敗實驗。實驗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,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,對控制手部動作和手指動作的肌肉進行了激活并對被動的手部運動進行了識別... 

【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??動作相脫離，使人僅僅將假肢手看作是獨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，從而實現(xiàn)更智能的人機接口。??

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，人對機械手抓握動作的調(diào)整情況，如圖１－２所示，健康受試??者坐于桌前，受試者移動拇指和食指（類似于捏取動作），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械手，從而控制電機來調(diào)整機械手拇??指和食指的位置，實現(xiàn)在人的控制下完成對物體的捏取。機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??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，將振動器??的振動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)動的感知反饋理論為基礎(chǔ)，將機械手的狀態(tài)與觸覺編??碼機制進行映射

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3246186