發(fā)布時(shí)間：2017-10-05 09:01

  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 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,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,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)特性測量系統(tǒng),并制作傳感器封裝。針對此傳感器設(shè)計(jì)信號調(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)信號采集系統(tǒng)和嵌入式信號采集系統(tǒng),以應(yīng)對在不同場景下的信號采集任務(wù)。使用搭建好的電路系統(tǒng)和信號系來獲取假手感覺反饋信號,并提取出信號的時(shí)域和頻率特征,進(jìn)行對比和判斷,以此提取出觸覺信號和滑覺信號,用這兩類信號來控制假手的運(yùn)動(dòng)。通過對肢體殘端殘留神經(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 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;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 主要研究內(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 觸滑覺信號的獲取及特征識別34-40
• 3.1 引言34
• 3.2 觸滑覺反饋控制方案34-35
• 3.3 觸滑覺信號特征提取及識別35-40
• 3.3.1 觸滑覺信號的預(yù)處理35-36
• 3.3.2 觸滑覺信號特征提取36-37
• 3.3.3 觸覺信號和滑覺信號的識別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)作特征識別實(shí)驗(yàn)44-46
• 5.1 引言44
• 5.2 基于FMG動(dòng)作識別實(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
• 作者簡介48-50
• 附錄50-52
• 參考文獻(xiàn)52-54

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展[J];中國矯形外科雜志;2009年17期

2 狄亞;;假肢技術(shù)要與醫(yī)學(xué)相結(jié)合[J];醫(yī)學(xué)與哲學(xué);1986年04期

3 張銳;;談?wù)劶僦纳a(chǎn)、安裝、使用[J];中國殘疾人;1994年03期

4 劉曉來;韓峰;;截肢與假肢治療過程中的心理問題[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2008年30期

5 沈凌;喻洪流;;國內(nèi)外假肢的發(fā)展歷程[J];中國組織工程研究;2012年13期

6 ;我國假肢工作的概況及發(fā)展[J];中國康復(fù);1986年02期

7 刁興建;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[J];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2001年06期

8 刁興建;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[J];中國臨床康復(fù);2002年20期

9 張波;連骨假肢的研究動(dòng)態(tài)[J];黑龍江醫(yī)學(xué);2004年05期

10 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展(續(xù))[J];中國矯形外科雜志;2009年18期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 羅永昭;孫為;;現(xiàn)代實(shí)用假肢的進(jìn)展和創(chuàng)新[A];第十九屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2010年

2 解益;董安琴;鄧小倩;;大腿運(yùn)動(dòng)假肢的制作要點(diǎn)及其功能特點(diǎn) 一例膝上截肢短跑運(yùn)動(dòng)員的個(gè)案報(bào)道[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會康復(fù)治療專業(yè)委員會康復(fù)輔助器具學(xué)組成立暨全國康復(fù)輔助器具學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2011年

3 黃英;武繼祥;;實(shí)用假肢研發(fā)進(jìn)展和現(xiàn)況[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會康復(fù)治療專業(yè)委員會康復(fù)輔助器具學(xué)組成立暨全國康復(fù)輔助器具學(xué)術(shù)研討會論文匯編[C];2011年

4 羅永昭;孫為;;國內(nèi)外現(xiàn)代實(shí)用假肢的進(jìn)展和應(yīng)用[A];第20屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2011年

5 刁興建;;假肢發(fā)展對截肢觀念的影響[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會第四屆會員代表大會暨第三屆中國康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會論文匯編[C];2001年

6 羅永昭;孫為;;建國以來我國假肢的發(fā)展[A];第18屆中國康協(xié)肢殘康復(fù)學(xué)術(shù)年會論文選集[C];2009年

7 樊瑜波;張明;蒲放;蔣文濤;楊世全;陳君楷;;小腿殘端與假肢接受腔相互作用的生物力學(xué)研究[A];21世紀(jì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)研討會論文摘要匯編[C];2001年

8 樊瑜波;蒲放;蔣文濤;楊世全;陳君楷;;小腿殘端與假肢接受腔相互作用的生物力學(xué)研究[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（下冊）[C];2001年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 本報(bào)記者 錢煒;高校呼喚假肢矯形工程專業(yè)[N];科技日報(bào);2008年

2 何智;現(xiàn)代科技促進(jìn)假肢技術(shù)發(fā)展[N];中國醫(yī)藥報(bào);2013年

3 本報(bào)記者 何光銳;愛心,為肢殘人士重塑人生支點(diǎn)[N];福建日報(bào);2009年

4 本報(bào)記者 張議橙 儲東華;和風(fēng)不語 至愛無言[N];云南日報(bào);2007年

5 編譯 王惠民 楊孝文;金屬上生長皮膚假肢變“真肢”[N];北京科技報(bào);2006年

6 通訊員 艾利;英取得假肢技術(shù)新突破[N];醫(yī)藥導(dǎo)報(bào);2006年

7 王麗;從波士頓爆炸案看保險(xiǎn)與假肢的關(guān)系[N];中國保險(xiǎn)報(bào);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任海男;主動(dòng)式踝關(guān)節(jié)假肢控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制方法研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

2 許華麗;基于TRIZ理論的人體假肢優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

3 展茂利;減小皮膚/假肢摩擦過程中損傷能量的研究[D];西南交通大學(xué);2016年

4 張玉山;操作感知一體化假肢的電氣系統(tǒng)及觸滑覺控制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

5 占小杰;肌音信號采集及其在假肢手控制中的研究應(yīng)用[D];上海師范大學(xué);2016年

6 卓啟芳;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[D];中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;2016年

7 熊大柱;一種7自由度生機(jī)電假肢手臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)學(xué)分析[D];華中科技大學(xué);2013年

8 曾勇;肌音信號模式識別及其在假肢手操控中的應(yīng)用研究[D];華東理工大學(xué);2011年

9 甘云;界面壓力可控式假肢接受腔設(shè)計(jì)[D];上海交通大學(xué);2013年

10 石琦霞;面向大批量定制的人體假肢接受腔的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

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本文編號：975888