多功能假肢手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿生控制方法研究
發(fā)布時間:2017-03-31 21:04
本文關(guān)鍵詞:多功能假肢手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿生控制方法研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:截至2010年末,我國肢體殘疾人數(shù)已達(dá)到2472萬人,而且還將增加。肢體殘疾例如上肢截肢給患者及其家人生活帶來嚴(yán)重不便,佩戴智能仿生假肢是幫助肢體殘疾患者提高日常生活活動能力(Activities of Daily Life,ADL)水平甚至部分恢復(fù)勞動能力的最重要手段之一。目前商業(yè)化假肢手存在價格昂貴、重量相對較重、實(shí)用性低的缺點(diǎn),難以輔助殘疾人日常生活;诩‰娦盘(Electromyography,EMG)模式識別技術(shù)提取患者動作意圖控制假肢手運(yùn)動是智能假肢手控制方法。限制其實(shí)際臨床應(yīng)用的原因之一可能是其分類器精度不足以應(yīng)用于臨床場合;诜治鯝DL中最常用手部動作特點(diǎn),本文提出了一種低成本實(shí)用性假肢手的設(shè)計(jì)方案。該假肢手通過減少電機(jī)數(shù)量降低假肢手成本。借助3D打印技術(shù)快速制作假肢手樣機(jī),并對其進(jìn)行抓取范圍和抓取力實(shí)驗(yàn),測試樣機(jī)實(shí)際性能。發(fā)現(xiàn)假肢手能完成ADL中85%的手部動作,證明其能輔助患者完成日常生活活動中所需大多數(shù)手部動作。為提升假肢手控制器的性能,本文將多數(shù)投票策略加入假肢手模式識別控制中,減少了假肢手控制器偶發(fā)的錯誤識別結(jié)果,使假肢手控制器控制假肢手運(yùn)動更穩(wěn)定。通過對7名健康人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測試,證實(shí)了在假肢手控制器中引入多數(shù)投票策略能提高假肢手控制器性能。并通過實(shí)驗(yàn)確定了最佳多數(shù)投票策略參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】:假肢手 低成本 肌電控制 多數(shù)投票
【學(xué)位授予單位】:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:R318.17
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-11
- 第一章 引言11-19
- 1.1. 研究背景及意義11-12
- 1.2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析12-16
- 1.3. 本文的研究內(nèi)容16-19
- 第二章 假肢手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19-31
- 2.1. 假肢手的設(shè)計(jì)原則19-20
- 2.2. 假肢手機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)20-29
- 2.2.1. 手指機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析22-24
- 2.2.2. 拇指機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析24-27
- 2.2.3. 整手設(shè)計(jì)結(jié)果及仿真27-29
- 2.3. 假肢手樣機(jī)制作29-30
- 2.4. 本章小結(jié)30-31
- 第三章 控制方法優(yōu)化研究31-45
- 3.1. 基于模式識別的控制方法介紹31-36
- 3.1.1. 模式識別的基本原理31-32
- 3.1.2. 信號源選擇32-33
- 3.1.3. EMG信號預(yù)處理及特征提取33-34
- 3.1.4. 用于假肢控制的模式識別34-36
- 3.2. 控制方法優(yōu)化36-39
- 3.2.1. 當(dāng)前控制方法存在問題36-37
- 3.2.2. 對控制方法的優(yōu)化37-39
- 3.3. 實(shí)驗(yàn)平臺搭建39-41
- 3.4. 預(yù)實(shí)驗(yàn)及結(jié)果41-44
- 3.5. 本章小結(jié)44-45
- 第四章 假肢手實(shí)驗(yàn)45-57
- 4.1. 假肢手抓取實(shí)驗(yàn)45-49
- 4.1.1. 抓握形狀實(shí)驗(yàn)45-46
- 4.1.2. 抓握力測試46-47
- 4.1.3. 進(jìn)一步討論47-49
- 4.2. 假肢手控制實(shí)驗(yàn)49-55
- 4.2.1. 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)簡介49-50
- 4.2.2. 實(shí)驗(yàn)方法50-52
- 4.2.3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析52-55
- 4.3. 本章小結(jié)55-57
- 第五章 結(jié)束語57-59
- 5.1. 本文工作總結(jié)57
- 5.2. 下一步研究方向57-59
- 參考文獻(xiàn)59-65
- 致謝65-67
- 作者簡介67
本文關(guān)鍵詞:多功能假肢手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿生控制方法研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:280082
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