握速可调式肌电假手的系统研究_官龙.pdf

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1、32卷4期中国生物医学工程学报Vol．32No．4August20132013年8月ChineseJournalofBiomedicalEngineering握速可调式肌电假手的系统研究*官龙易金花李继才何荣荣石萍喻洪流(上海理工大学生物力学与康复工程研究所，上海200093)摘要:针对假手无法根据使用者的意愿来控制其握合速度的问题，设计了一种握速可调的智能肌电假手。在该肌电假手系统中，电极引入的表面肌电信号，放大150倍后，在频域进行信号处理。经过阈值和等值计算，最终输出控制信号到驱动电路对假手的直流微电机进行控制。10名受试者参加了抓

2、握试验，每人重复5次，记录输入肌电信号强度为500、1000、1500mV时的输出电流、输出电压和握力等值，并拟合假手输出电压、输出电流、握力与输入肌电信号大小的曲线。拟合结果表明，假手速度与输出电压成正相关，在带有负载且不过载时，握力随着输出电流增大而增大。本假手系统具有稳定性，同时和假手握速可通过检测到的肌电信号强弱进行调节，提高了假手的灵活性。关键词:假手;肌电信号;握速可调中图分类号R496文献标志码A文章编号0258-8021(2013)04-0471-06AControlSystemfortheMyoelectricProst

3、heticHandwithAdjustableGripSpeed*GUANLongYIJin-HuaLIJi-CaiHERong-RongSHIPingYUHong-Liu(InstituteofBiomechanicsandRehabilitationEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract:Inthisstudy，anintelligentelectromyographyprosthetichandwith

4、adjustablegripspeedwasdeveloped．Inthissystem，thesurfaceelectromyographysignals(sEMG)acquierdbysurfaceelectrodeswaspreliminarilyamplifiedabout150timesandprocessedusingfrequencydomainanalysismethod．Throughthresholdandtheequivalentcalculation，thecontrolsignalwasinputintothed

5、rivingcircuitofDCmicromotorfortheprosthetichand．10volunteersattendedthegrippingexperimentsandeachexperimentwasrepeatedfivetimes．UndertheconditionthattheamplitudesofsEMGwere500，1000and1500mV，themeanandstandarddeviationofthesignals，includingoutputvoltage，outputcurrentandgri

6、pstrength，wererecorded．Therelationsamongoutputvoltage，outputcurrent，gripstrengthandsEMGampltudewereobtainedbyfittinganalysis．Theresultsindicatedthattheprosthetichandspeedpositivelycorelatedwiththeoutputvoltage．withloadbutnotoverload，gripstrengthincreasedwiththeincreasingo

7、utputcurrent．Theresultsprovedthestabilityofthedevelopedsystem．Andthegraspingspeedofthesystemcanbeadjustedaswell．Thesystemwithadjustablegripspeedimprovestheflexibilityoftheprosthethand．Keywords:prosthetichand;surfaceelectromyography(sEMG);adjustablegripspeed能。作为人真手的代替物，假手主

8、要有功能和装饰引言两方面的要求。目前截肢者采用较多的是能动假健全人手能够做出各种各样灵活的动作，在人手和肌电信号(electromyographysignal，EMG)控制类的生产和生活中发挥