基于肌电控制的半定制柔性康复训练手套

针对现有康复训练手套舒适性差、适用范围窄、康复训练效果不佳等问题,文章设计一种由柔性执行器和肌电控制系统组成的半定制康复训练手套。基于Yeoh理论建立执行器弯曲模型,借助有限元仿真对执行器气腔进行分析,研究执行器气腔压强、高度、底层厚度对弯曲角度的影响;选取柔性执行器尺寸参数,采用3D打印技术制作长度可调的连接部件实现半定制;利用Myoware传感器采集皮肤表面肌电信号同时进行滤波处理,利用Arduino UNO单片机执行特征提取,由支持向量机(support vector machine,SVM)算法完成运动意图识别,并依据识别结果控制气动系统驱动康复训练手套。结果表明,SVM算法分类准确率高,所研制的半定制柔性康复训练手套结构简单,与手部贴合度高,性能可靠。该康复训练手套对主动式镜像康复训练具有积极的效果。

基于STM32F103的自主肌电控制功能性电刺激的研究与设计

为解决不同患者对于功能性电刺激强度的适应能力和肢体角度的控制,设计了一款自主肌电控制功能性电刺激。该系统以STM32F103为开发平台,对肌电信号进行采集和刺激输出控制。硬件电路包含运算放大电路、全波整流电路、有源滤波电路和电流镜电路等。软件实现通过STM32F103的直接寄存器访问技术、数模转换模块和模数转换模块进行肌电信号峰值探测和刺激信号输出强度控制。测试表明:该系统能够实现肌电峰值探测,并使用肌电信号峰值控制刺激信号动态输出。

基于预抓取模式识别的假手肌电控制方法

为解决多自由度假手肌电控制难题,建立一种人手预抓取模式的在线识别方法,并将其应用至HIT-DLR假手的抓取控制。基于Teager-Kaiser能量算子增幅肌电信号在肌肉动作发起时的变化,引入后处理解决噪声影响,提出一种预抓取发起的在线检测方法。针对人手4种预抓取模式,讨论不同肌电信号分段方法,不同时域特征、频域特征和时频域特征以及多种分类方法所能获得的识别成功率。最终建立了基于波形长度及支持矢量机的最优识别方法,成功率可达95%,延迟小于300 ms。肌电控制试验表明,假手可以准确快速地抓取各种不同形状的物体。

三自由度仿人型假手及其肌电控制策略

为了弥补当前商用单自由度假手康复功能的局限性,基于欠驱动原理设计了一种新型的三自由度仿人型假手.采用3枚电机分别驱动假手的拇指、食指以及其余三指,完成了15个活动关节在抓取物体时的调控.基于假手自由度的配置,采用支撑向量机方法,讨论了人手共19种姿态肌电模式的识别,并将其应用于假手的实时控制.实验结果表明,基于肌电信号能以较高成功率识别人手部的多种姿态,并可以直接应用至假手的动作控制,体现了较高的灵活性.

肌电控制及肌电信号的分析处理

肌电信号是一种与肢体运动直接相关的生理电活动，它已成为人—机仿生系统理想的控制信号源。肌电控制系统动作自然、仿生性能好。本文以肌电假肢为例，论述了肌电控制的实现方法，并系统地介绍、评价了参数模型法、人工神经网络等时域和频域体表肌电信号分析处理技术。

一种3自由度仿人型假手的肌电控制

采用支持向量机作为分类器,通过在健康受试者前臂处安放8个表面肌肤干电极提取肌电信号,使用信号均值作为特征,以较高成功率实现人手10种姿态的分类.分类结果加窗后输出至3自由度假手控制器,实现"姿态跟随"以及"位置/力矩迭加"两种控制方法.试验结果表明,手部姿态的多模式识别使得多自由度肌电假手的控制更加柔顺,体现了较高的灵巧性与功能性.

肌电控制截瘫病人步行系统的研制

本文介绍肌电控制截瘫病人步行系统应用计算机技术和信号处理技术。该技术能使病人在自我意识的控制下,利用瘫痪下肢在功能性电刺激作用下产生肌力,完成坐下、起立、迈步行走等基本功能运动。

基于状态转换机制的仿人型假手肌电控制方法

研究了在肌电控制信息不足的情况下,多自由度假手的肌电控制问题。基于抓取分类学和有限状态机(FSM)原理,通过抓取姿势与增量控制的状态切换,使人体通过2通道表面肌电信号控制假手实现了7种常用的抓取动作。实验结果表明,使用线性分类器(LDA)能有效地识别出手臂的肌肉收缩状态,使抓取成功率达到96%;使用肌肉收缩序列进行编码,可以快速地实现假手各工作状态的切换,使平均抓取时间小于20s,从而实现流利抓取。

肌电控制刺激训练并用高压氧治疗对脑血管意外的疗效观察

目的 :观察在高压氧基础上并用肌电控制刺激训练治疗脑血管意外的永效并探讨其作用机制。方法 :选择16 0例不同时期的CVA患者 ,随机分为治疗组和对照组。治疗组采用肌电控制刺激训练和高压氧相结合的方法进行治疗 ,对照组仅用肌电控制刺激训练治疗。结果 :治疗组有效率为 93 .90 % ,对照组为 71.79% ;对失语者有效率为 :治疗组 10 0 % ,对照组 72 %。经SPSS 8.0统计软件包进行统计分析 ,治疗组与对照组比较有显著差异 (P <0 .0 5 )。结论 :肌电控制训练并用高压氧治疗CVA的疗效要优于单纯肌电控制训练 ,高压氧治疗为肌电控制刺激训练提供必要的硬件支持 。

新型仿人型假手及肌电控制研究

综述了几种新型多自由度仿人型假手的机构、传感系统,并对肌电信号控制方法进行了详细讨论.假手机构及控制的多自由度实现将逐步应用于残疾人康复工程,为其生活带来极大的便利.

基于肌电控制的灵巧手及其控制系统设计

针对传统工业/农业机器人在末端执行器结构上的局限性,在结构设计过程中改变了传统的以刚性结构为核心的设计方案,将气动柔性驱动器(FPA)作为基础,并以人手部结构为原型结合其关节的运动特性,设计出了新型灵巧手;同时,针对传统机械手动作方式单一、欠缺灵活性的问题,将肌电信号(EMG信号)引入到灵巧手的控制策略中,提出了以肌电信号控制的方式,实现了对灵巧手的操作;在保证控制精度的基础上,通过模拟人手动作方式,增加了灵巧手的运动形式。实验结果表明,该仿生灵巧手控制系统的控制精度达到98%,该灵巧手控制方法的可行性由此得到了验证。

墨西哥研制出第二代肌电控制上胶假肢

墨西哥国立理工学院日前发表公报说，该学院生物工程师研制成功第2代肌电控制上肢假肢。新产品具有重量轻、上举重量大、活动更为方便等特点。

一种仿生机械手肌电控制系统的设计与实现

为了实现仿生机械手对人手动作高精度地模仿,设计开发一款以树莓派为主控板、肌电传感器与Arduino UNO为信号采集核心的基于肌电控制技术的仿生机械手操控系统。该系统能够采集当前动作的肌电信号,并对其进行处理和分析,自动匹配当前动作并向仿生机械手发出相应指令,从而实现对人手动作的实时模仿。经过测试,该系统可以在服务器稳定的前提下可靠地进行工作,具有一定的创新意义和实用性。

我国肌电控制假肢的新成就

我国肌电控制假肢的新成就手作为人类的劳动器官和生物界最高级的运动器官，它的灵活度和适应性，是任何先进的机器无法比拟的。失去了手甚至双全臂的病人渴望安装性能好、外观美的假肢。肌电控制假肢是当代科技与艺术的结晶。它的臂筒内蕴藏着精密的电子和机械“王国”，...

肌电控制前臂假肢

一、概述生物电控制是防生学探索方向之一。生物,特别是人,经过亿万年的进化,具有非常灵敏可靠、适应性强、原理巧妙、结构完美的神经肌肉控制系统,这是任何现有的工程自动控制系统都不能与之媲美的。研究生物电控制有多方面的意义。首先。

基于DSP的三自由度肌电假手实时控制方法

利用安置在拇长屈肌,指深屈肌和指伸肌上的3个电极所测得的肌电信号,采用所提出的新的模式分类器,可以实现基于DSP的三自由度假手手指运动的实时控制。该分类器采用自回归(AR)参数模型和样本熵的方法构造特征矢量,经过由弹性反向传播(RP)算法构建的3层前馈神经网络的分类,能够成功地分辨出拇指、食指和中指的弯曲与伸展运动,平均识别率可以达到91%以上。实验结果表明,该分类器具有很高的辨识能力,同时由于其较小的计算量,也为嵌入式的多自由度肌电假手控制提供了一种新的控制方法。

基于肌电的人机交互控制策略及其应用与挑战

基于表面肌电信号的控制策略是人机交互技术的一种重要基础,在人类对外围设备的控制方面具有重要的意义。肌电控制策略通过人体的表面肌电信号识别出人体的运动意图,进而转化为控制指令实现对外围设备的精确、稳定控制,改变了使用传统输入设备在便携性、操作空间以及特殊人群等方面的局限性。论述了基于肌电控制策略的发展历程,并比较了表面肌电信号相较于脑电信号作为控制系统输入信号的差异;阐述了基于表面肌电信号的控制策略在康复及辅助领域的应用情况,并指出了相关应用的未来改进和突破方向;分析和探讨了制约基于模式识别技术的肌电控制策略发展中涉及的表面肌电信号采集与提高肌电控制系统的控制效果和鲁棒性的相关技术问题,并给肌电控制系统的后续研究提出了一些可行的切入点。

康复机器人肌电刺激控制系统的研究与设计

在分析康复患者对肌电刺激需求的基础上进行了康复机器人肌电刺激控制系统的整体设计,以32位嵌入式芯片作为主控单元,基于can总线实现了个模块的信息交互与控制。通过波形的调制和均方根值检测方法实现了刺激信号的可调输出及反馈信号的特征提取。设计了康复机器人关节运动训练控制与监测模块,对患者的恢复进行有效引导并以此构建康复机器人多种训练模式,增强机器人适应不同人群康复的能力。