智能肌电假手系统的研究

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1、江苏大学硕士学位论文摘要在生物医学工程研究领域，肌电假手一直是前沿课题，研究肌电假手不仅可以帮助残障者改善生活质量，更促进了整个社会医疗福利事业的发展。本文研究的是带感觉反馈功能的新型肌电信号控制假手，在对肌电信号产生机理研究的基础上设计了完整的肌电假手系统。本文介绍了肌电假手的发展过程及国内外研究现状，阐述了肌电信号的产生原理及分析方法，在此基础上设计了合理的信号采集调理电路并进行测试验证，电路集成了前置放大器、带通滤波器以及50Hz工频陷波器，随后采用小波变换提取信号特征，并通过BP神经网络进行训练。研究用于检测假手手指与物体之间触觉和滑觉的PVDF压电薄膜传感器，设计了传感器

2、信号采集调理系统并对采集到的触滑觉信号进行分析，确定了触觉信号和滑觉信号的发生阈值，从而完成触觉和滑觉的J下确识别，实现了系统的智能控制。进行假手控制硬件系统和应用程序的设计。硬件系统以16位微处理器为核心，完成了对传感器信号和肌电信号的采集和分析、与上位机的通信，并结合专用的电机驱动芯片以脉宽调制方式驱动直流电机运转。应用程序部分包括主程序设计、A／D采集、串口通信和电机控制模块。最后，对整个系统进行测试，实施软件与硬件的联调，完成了肌电假手的闭环控制。实验证明，利用小波变换和BP神经网络分析肌电信号可达到很好的识别率，通过触滑觉传感器可及时检测到触觉和滑觉信号，最终实现了对不同

3、形状目标物体的稳定抓取。关键词：肌电假手，触滑觉传感器，直流电机，BP神经网络ABSTRACTEMGprosthetichandisaleadingresearchfieldinbiomedicalengineering，thestudyonthisareacarlnotonlyhelpamputeestoimprovetheirlivingstandards，butalsopromotethedevelopmentofmedicalwelfareofwholesociety．ThisdissertationstudiedanovelEMGprosthetichandwithsen

4、soryfeedback，basedontheresearchofmechanismofEMGsignal，wedesignedacompletesystemofEMGprosthetichand．FirStly'thisdissertationintroducedthedevelopmentofEMGprosthetichandandtheresearchstatusathomeandabroad，thenelaboratedthegenerationprincipleandanalysismethodofEMGsignal，basedontheabove，wedesigneda

5、ndtestedtheEMGsignalacquisitionandconditioningcircuit，thecircuitintegratespreamplifier,band-passfilteringand50Hznotchfiltering．ThenweusedwavelettransformandBPneuralnetworktoextratthesignalcharacteristicsandtraning．Secondly'weresearchedthePVDFpiezoelectricfilmsensorthatcanbeusedtoexaminethetact

6、ileandslipsensebetweenprosthetichandandtheobject，thendesignedthesensorsignalacquisitionandconditioningsystem，thetactileandslipsignalWasanalyzedtodeterminethethresholdoftheirs，andthencompletedthecorrectidentificationoftactileandslipsensor,achievedtheintelligentcontrolofsystem．Thirdly,wedesigned

7、theintegratedhardwaresystemandsoftwaresystemofprosthetichand．Witha16一bitMCUtocore，thehardwaresystemcompletedsensorsignalandEMGsignalacquisitionandanalysis，SCIcommunication，theDCmotorWasdrivedbyPWMwiththehelpofdedicatedmotordrivechip．The