專利名稱：基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法。
背景技術(shù)：
雖然肌電控制假手已經(jīng)出現(xiàn)了很多年，但關(guān)于如何解決機(jī)械假手的夾持力大小的控制問(wèn)題一直都是機(jī)械手控制的重要內(nèi)容，現(xiàn)有技術(shù)的肌電假手都不能實(shí)現(xiàn)假手控制夾持力度的大小或者不能實(shí)現(xiàn)適應(yīng)殘疾人的方便的力度控制方法，使得殘疾人無(wú)法拿取易碎、 易變形等日常生活用品，給殘疾人使用肌電假手后適應(yīng)正常生活帶來(lái)困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法，使用者僅通過(guò)按正常的生活習(xí)慣緊繃和放松相對(duì)應(yīng)的肌肉就能實(shí)現(xiàn)控制假手的張合。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法，包括以下步驟步驟1利用肌電電極采集肌肉用力大小的信號(hào)，再使用力觸覺(jué)傳感器采集假手握力大小的信號(hào)，步驟2對(duì)所采集的肌肉用力大小的信號(hào)及假手握力大小的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并模糊化，步驟3利用模糊規(guī)則，對(duì)步驟2得到的模糊化的輸出結(jié)果進(jìn)行模糊推理，最后，對(duì)模糊推理的結(jié)果進(jìn)行去模糊化，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制肌電假手握力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用基于模糊控制器的控制方法來(lái)控制帶指端力觸覺(jué)反饋的肌電假手，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)控制方法的創(chuàng)新。使用者只需要把肌電信號(hào)采集電極貼在手臂的對(duì)應(yīng)位置，按正常的習(xí)慣來(lái)活動(dòng)手臂，控制手臂活動(dòng)的力度大小，肌電信號(hào)采集電極就會(huì)把與手臂肌肉的緊繃程度相應(yīng)的信號(hào)采集并提交單片機(jī)處理，又由單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)并接收力觸覺(jué)傳感器發(fā)回的肌電假手的夾持力度信號(hào)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制來(lái)達(dá)到相對(duì)應(yīng)手臂力度大小的夾持力。使用者只需要按正常的生活習(xí)慣就能控制假手的張合，并可以拿取各種材質(zhì)的物品，給使用者帶來(lái)極大方便。當(dāng)手指張開(kāi)程度較大而所拿物體較小時(shí)可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)緊繃肌肉快速閉合，而手指接近物體時(shí)稍微放松肌肉慢速閉合拿取物體，拿取物品快速靈活， 又可避免損壞物品；力度控制的分段處理使得使用者能夠根據(jù)所拿取的物品的不同材質(zhì)調(diào)整肌肉的緊繃程度方便的控制肌電假手的夾持力度大小，可以拿起紙杯，玻璃杯等易變形、 易碎物品，幫助斷肢殘疾人拿取各種物品，恢復(fù)正常生活。


圖1為本發(fā)明中模糊控制器的結(jié)構(gòu)流程圖；圖2為本發(fā)明中模糊控制器的輸入輸出關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法，包括以下步驟步驟1利用肌電電極采集肌肉用力大小的信號(hào)，再使用力觸覺(jué)傳感器采集假手握力大小的信號(hào)，步驟2對(duì)所采集的肌肉用力大小的信號(hào)及假手握力大小的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并模糊化，步驟3利用模糊規(guī)則，對(duì)步驟2得到的模糊化的輸出結(jié)果進(jìn)行模糊推理，最后，對(duì)模糊推理的結(jié)果進(jìn)行去模糊化，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制肌電假手握力。模糊控制器接受的肌電信號(hào)幅值范圍為OV 3V，握力信號(hào)幅值范圍為OV 3. 3V，輸出用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)的PWM信號(hào)，其占空比越大，電機(jī)轉(zhuǎn)速越快，其中正值對(duì)應(yīng)電機(jī)正轉(zhuǎn)方向，即手指閉合方向；負(fù)值對(duì)應(yīng)電機(jī)反轉(zhuǎn)方向，即手指張開(kāi)方向。
權(quán)利要求
1. 一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟1利用肌電電極采集肌肉用力大小的信號(hào)，再使用力觸覺(jué)傳感器采集假手握力大小的信號(hào)，步驟2對(duì)所采集的肌肉用力大小的信號(hào)及假手握力大小的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并模糊化， 步驟3利用模糊規(guī)則，對(duì)步驟2得到的模糊化的輸出結(jié)果進(jìn)行模糊推理，最后，對(duì)模糊推理的結(jié)果進(jìn)行去模糊化，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制肌電假手握力。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模糊控制器的肌電假手握力控制方法，包括以下步驟步驟1.利用肌電電極采集肌肉用力大小的信號(hào)，再使用力觸覺(jué)傳感器采集假手握力大小的信號(hào)；步驟2.對(duì)所采集的肌肉用力大小的信號(hào)及假手握力大小的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并模糊化；步驟3.利用模糊規(guī)則，對(duì)步驟2得到的模糊化的輸出結(jié)果進(jìn)行模糊推理，最后，對(duì)模糊推理的結(jié)果進(jìn)行去模糊化，得到驅(qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制肌電假手握力。
文檔編號(hào)A61F2/72GK102228399SQ20111016286
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者吳常鋮, 柯欣, 王楠, 茅晨 申請(qǐng)人:東南大學(xué)