基于滑動檢測的假肢手反射控制研究.pdf

1、在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中，雖然被抓物體的材質(zhì)，重量，剛度均未知，外界擾動也不確定，人們卻能夠根據(jù)手的觸覺信息，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整抓取力的大小，實現(xiàn)無滑動的穩(wěn)定抓取過程。然而，對于假肢手而言，由于缺乏人手的靈活性，又沒有高效的皮膚感受器，非結(jié)構(gòu)化環(huán)境成為其實現(xiàn)穩(wěn)定抓取的一個重要挑戰(zhàn)。特別是當(dāng)假肢手抓取力過小時，如何避免物體滑落，如何動態(tài)的應(yīng)對外界環(huán)境的干擾，成為科學(xué)研究急需解決的難題。為了在假肢手上重建仿人手反射控制功能，本文從滑動檢測和反射控制策略等方

2、面入手，對假肢手的反射控制進行了深入研究，主要的工作如下:
　　(1)在分析腱驅(qū)動假肢手結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，運用拉格朗日方程法建立了假肢手動力學(xué)模型，并分別運用數(shù)學(xué)軟件MATLAB和動力學(xué)仿真軟件ADAMS對其進行了仿真和驗證，證實了動力學(xué)模型的合理性。
　　(2)利用力敏電阻設(shè)計了一種新型滑動檢測傳感器，并運用短時傅里葉變換對其輸出信號進行頻譜分析。提出了一種基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解算法的滑動信號檢測方法，并對該方法的性能進行了實驗

3、測試，結(jié)果驗證了該滑動檢測方法的有效性和準確性。
　　(3)針對假肢手抓握對象的軟硬度以及滑動速度的變化，建立了假肢手模糊反射加載力模型，提出了假肢手擬人反射控制的整體策略;設(shè)計了基于滑動快慢的自適應(yīng)PI力控制器。通過抓取不同軟硬度物體的反射控制仿真，驗證了反射控制策略的正確性和可行性。
　　(4)基于假肢手反射控制實驗平臺，在抓取物體軟硬度和滑動速度均變化的情況下，對假肢手進行了反射抓取力控制實驗。實驗結(jié)果表明，本文所設(shè)計