專利名稱：肌電假手力觸覺反饋方法及觸覺反饋的肌電假手系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以肌電信號原理設(shè)計的假肢機械手，特別是一種基于肌電控制的機械假手的力觸覺反饋方法，屬于與機械手相關(guān)的信號采集與處理、計算機等技術(shù)領(lǐng)域
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)于如何使機械假手像人手那樣能夠?qū)ν饨缡芰η闆r進行準確感知并迅速反饋給殘疾人使用者這一問題一直都是機械手控制的重要內(nèi)容，現(xiàn)有技術(shù)的肌電假手通常都專注于肌電信號控制機械手的開合或者控制機械手夾持力度大小，卻都不能實現(xiàn)假手整體對外部受力的感知并且迅速將受力情況反饋給殘疾人使用者，這樣不能使殘疾人的方便快捷的對機械手的受力情況準確了解，使殘疾人無法使用機械手正確完成類似推搡，拉拽、上托、下壓等動作，甚至機械手與外部物體發(fā)生碰撞， 使用者都無法感知，這樣給殘疾人使用肌電假手后適應正常生活帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了腕部安裝有三維力傳感器的肌電控制假手力觸覺反饋方法，可讓使用者按正常的生活習慣運用類似推搡，拉拽、上托、下壓等動作進行日常生活，并且可以防止機械手在殘疾人無意識情況下與外物碰撞。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種肌電假手力觸覺反饋方法，包括步驟1)先用安裝在機械假手底座上的三維力傳感器來采集機械假手所受到三維力信息；2)再把三維力信息轉(zhuǎn)換成震動信號，驅(qū)動安裝在使用者身上的振動器；當機械假手受到三維力時，代表相應的受力方向振動器就會發(fā)生振動，而且振動強度和受力大小成正比。所述振動器共6只，分別代表分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、ζ軸正方向受力和Z軸負方向受力；所述步驟1)中，首先采集三維力傳感器輸出的三個軸向信號，再對這三個信號做出判斷11)先判斷X軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在X軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表X軸正方向受力，則驅(qū)動對應于X+方向的振動器；負代表X軸負方向受力，則驅(qū)動對應于χ-方向的振動器；12)再判斷Y軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在Y軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表Y軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Y+方向的振動器；負代表Y軸負方向受力，則驅(qū)動對應于Y-方向的振動器；
13)最后判斷判斷Z軸向信號，判斷該電壓信號的電壓的絕對值大小是否超過程序中預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手此時在Z軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表Z軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Z+方向的振動器；負則代表Z軸負方向受力，則驅(qū)動對應于Z-方向的振動器；步驟11) 13)都完成之后再繼續(xù)采集信號，如此循環(huán)運行。所述步驟2)中，代表相應的受力方向振動器的振動強度和受力大小成正比的實現(xiàn)方法是，通過脈沖寬度調(diào)制電路驅(qū)動振動器，利用單片機輸出脈沖寬度調(diào)制電路的占空比信號；占空比計算方法如下
驅(qū)動振動器脈寬調(diào)制信號占空比=賴__言堀直。
對應軸向信號的滿幅值一種觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，包括機械假手、三維力傳感器、控制模塊、肌電信號采集電極和振動器；所述機械假手的底座連接三維力傳感器的受力軸；所述控制模塊包括單片機、機械假手驅(qū)動電路，放大電路和振動器驅(qū)動電路；單片機的信號輸入端連接肌電信號采集電極，單片機的控制信號輸出端連接機械假手驅(qū)動電路的信號輸入端；機械假手驅(qū)動電路連接驅(qū)動機械假手的動力裝置；三維力傳感器輸出的三維力信號分別經(jīng)放大電路放大后輸入到單片機的信號輸入端；單片機的振動信號輸出端連接振動器驅(qū)動電路，振動器驅(qū)動電路連接振動器。所述機械假手包括殼體、電機、短指和長指；所述動力裝置是電機，電機設(shè)在殼體內(nèi)；短指和長指的根部都設(shè)在殼體內(nèi)，并與殼體轉(zhuǎn)動連接；所述短指的根部設(shè)有短指根部齒輪，長指的根部設(shè)有長指根部齒輪，短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合；所述電機的轉(zhuǎn)子上設(shè)有電機齒輪，電機齒輪連接驅(qū)動短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個；所述電機驅(qū)動電路的驅(qū)動輸出端連接電機。還包括傳動齒輪；傳動齒輪包括同軸連接同時轉(zhuǎn)動的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與電機齒輪嚙和，第二齒輪與短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合；所述第一齒輪的齒數(shù)大于第二齒輪的齒數(shù)。電機齒輪和第一齒輪嚙合傳動的傳動比是4 1 ；第二齒輪和短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合傳動的傳動比是10 1 ；短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合傳動的傳動比是1 1。所述振動器共有6個，6個振動器貼合在使用者的手臂不同位置，分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、Z軸正方向受力和Z軸負方向受力。本技術(shù)方案的原理說明如下在機械假手的手腕部位安裝三維力傳感器，三維力傳感器的受力軸通過法蘭盤與機械手底座連接，感知機械手三軸方向的受力情況。三維力傳感器收到三維力作用后，通過電橋原理，把力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入到設(shè)有單片機、電機驅(qū)動電路在內(nèi)的控制模塊， 由單片機采集三維力傳感器傳遞來的代表X、Y、Z這三個軸向上的電壓信號，由電壓信號的正負分為χ+、χ-、γ+、γ-、ζ+、ζ-這六個方向，并按照這六個方向上電壓幅值的大小輸出相對應的脈沖寬度調(diào)制信號，通過電機驅(qū)動電路驅(qū)動對應方向上的微型振動器，使得振動器的振幅正比于該方向上的電壓幅值。同時六個對應于χ+、X-、Y+、Y-、ζ+、Z-這六個方向的振動器分別貼在殘疾人殘肢手臂的不同位置，當不同的振動器產(chǎn)生不同振幅時會對殘疾人的手臂產(chǎn)生不同的刺激，使殘疾人使用者能夠感知到機械手目前的受力情況，從而做出相應的動作變化來達到自己想要的效果。所述控制模塊設(shè)有信號放大電路、單片機、光電耦合隔離電路、電機驅(qū)動電路；其中信號放大電路由通用的儀用放大器組成，將三維力傳感器輸出的電壓信號放大成與單片機電平相匹配的電壓信號，單片機采集到三維力傳感器傳來的X、Y、Z這三個軸向上的電壓信號后，判斷這三個信號幅值是否超過預先設(shè)定的閾值，如果沒超過則不作任何動作，如果超過則按照該信號正負性輸出脈沖寬度調(diào)制信號來驅(qū)動相應的振動器，該脈沖寬度調(diào)制信號占空比正比于電壓信號的幅值，占空比計算方法如下
驅(qū)動振動器脈寬調(diào)制信號占空比=細__言堀直
對應軸向信號的滿幅值脈寬調(diào)制信號通過光電耦合電路后導通三極管驅(qū)動振動器，機械手受力越大，三維力傳感器傳出的電壓信號越大，單片機輸出的脈寬調(diào)制信號占空比也越大，振動器就會震動越劇烈，給使用者的震動刺激就越強烈，從而達到讓使用者感知機械手受力大小的目的。本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明采用在機械手腕部安裝三維力傳感器的方法采集機械手的受力情況，并通過相應震動刺激反饋給殘疾人使用者，實現(xiàn)了傳統(tǒng)控制反饋方法的創(chuàng)新。使用者只需要把對應于六個不同方向的振動器貼合在手臂的不同位置，按正常的習慣來使用肌電假手，進行類似于推搡，拉拽、上托、下壓等動作，就能通過振動器感知到肌電假手在各個方向上的受力大小，并根據(jù)實時情況改變自己的動作及力度大小正常進行日常生活，使用起來快速靈活，又可以防止無意識情況下機械手于外物的碰撞，避免損壞機械手或其他貴重物品，幫助斷肢殘疾人完成多種動作，更好的恢復正常生活。


圖1為本技術(shù)方案總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，機械假手11、三維力傳感器12、肌電信號采集電極13、振動器14、控制模塊15。圖2為本技術(shù)方案的振動器在手臂貼合位置示意圖；圖中，21 26分別表示不同的振動器。圖3為本技術(shù)方案機械手與三維力傳感器聯(lián)接結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，機械假手的底座31、三維力傳感器32、三維力傳感器33。圖4為本技術(shù)方案原理框圖。圖5為本技術(shù)方案方法的工作流程圖。圖6(a) 圖6(c)為本技術(shù)方案中控制模塊電路圖。圖6a為三個儀用放大器AD620電路示意圖、圖6b為單片機C8051F320示意圖、圖6c為六個光電耦合隔離電路及三極管驅(qū)動電路示意圖。圖7為機械假手結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，肌電信號采集電極71、電機73、電機齒輪74、第一齒輪75、第二齒輪76、短指根部齒輪77、長指根部齒輪78、短指79、長指710。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步說明一種肌電假手力觸覺反饋方法，是包括步驟1)先用安裝在機械假手底座上的三維力傳感器來采集機械假手所受到三維力信息；2)再把三維力信息轉(zhuǎn)換成震動信號，驅(qū)動安裝在使用者身上的振動器；當機械假手受到三維力時，代表相應的受力方向振動器就會發(fā)生振動，而且振動強度和受力大小成正比。所述振動器共6只，分別代表分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、ζ軸正方向受力和Z軸負方向受力；所述步驟1)中，首先采集三維力傳感器輸出的三個軸向信號，再對這三個信號做出判斷11)先判斷X軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在X軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表X軸正方向受力，則驅(qū)動對應于X+方向的振動器；負代表X軸負方向受力，則驅(qū)動對應于χ-方向的振動器；12)再判斷Y軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在Y軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表Y軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Y+方向的振動器；負代表Y軸負方向受力，則驅(qū)動對應于Y-方向的振動器；13)最后判斷判斷Z軸向信號，判斷該電壓信號的電壓的絕對值大小是否超過程序中預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手此時在Z軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表Z軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Z+方向的振動器；負則代表Z軸負方向受力，則驅(qū)動對應于Z-方向的振動器；步驟11) 13)都完成之后再繼續(xù)采集信號，如此循環(huán)運行。所述步驟2)中，代表相應的受力方向振動器的振動強度和受力大小成正比的實現(xiàn)方法是，通過脈沖寬度調(diào)制電路驅(qū)動振動器，利用單片機輸出脈沖寬度調(diào)制電路的占空比信號；占空比計算方法如下
驅(qū)動振動器脈寬調(diào)制信號占空比=賴__言堀直。
對應軸向信號的滿幅值一種觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，包括機械假手、三維力傳感器、控制模塊、肌電信號采集電極和振動器；所述機械假手的底座連接三維力傳感器的受力軸；所述控制模塊包括單片機、機械假手驅(qū)動電路，放大電路和振動器驅(qū)動電路；單片機的信號輸入端連接肌電信號采集電極，單片機的控制信號輸出端連接機械假手驅(qū)動電路的信號輸入端；機械假手驅(qū)動電路連接驅(qū)動機械假手的動力裝置；三維力傳感器輸出的三維力信號分別經(jīng)放大電路放大后輸入到單片機的信號輸入端；單片機的振動信號輸出端連接振動器驅(qū)動電路，振動器驅(qū)動電路連接驅(qū)動振動器。所述機械假手包括殼體、電機、短指和長指；所述動力裝置是電機，電機設(shè)在殼體內(nèi)；短指和長指的根部都設(shè)在殼體內(nèi)，并與殼體轉(zhuǎn)動連接；所述短指的根部設(shè)有短指根部齒輪，長指的根部設(shè)有長指根部齒輪，短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合；所述電機的轉(zhuǎn)子上設(shè)有電機齒輪，電機齒輪連接驅(qū)動短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個；所述電機驅(qū)動電路的驅(qū)動輸出端連接電機。包括傳動齒輪；傳動齒輪包括同軸連接同時轉(zhuǎn)動的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與電機齒輪嚙和，第二齒輪與短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合；所述第一齒輪的齒數(shù)大于第二齒輪的齒數(shù)。電機齒輪和第一齒輪嚙合傳動的傳動比是4 1;第二齒輪和短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合傳動的傳動比是10 1;短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合傳動的傳動比是1 1。所述振動器共有6個，6個振動器貼合在使用者的手臂不同位置，分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、Z軸正方向受力和Z軸負方向受力。如圖1所示(圖中機械假手只畫出了用于夾持的二根手指)，兩個肌電信號采集電極連接到安裝于三維力傳感器底座內(nèi)的控制模塊，用于提供機械手開合的控制信號，三維力傳感器的受力軸頂端通過法蘭盤與機械手的底座連接，連接方式如圖3所示，六個振動器連接到控制模塊，接受控制模塊傳遞的驅(qū)動信號產(chǎn)生振動反饋給殘疾人使用者。如圖2所示，六個振動器貼合在殘疾人使用者的手臂不同位置，其中振動器21對應于機械手的X軸正向上的受力，當機械手在該方向上受力時，振動器21開始振動反饋給殘疾人使用者，并且受力越大，振動越劇烈。類似的，振動器22對應于X軸負方向受力，振動器23對應于Y軸正方向受力，振動器24對應于Y軸負方向受力，振動器25對應于Z軸正方向受力，振動器26對應于Z軸負方向受力。圖3表示了三維力傳感器與機械手的連接方式，其中三維力傳感器的受力軸頂端通過法蘭盤與機械假手的底座連接。如圖4所示，殘疾人使用者使用肌電假手在日常生活中執(zhí)行各種動作時，肌電假手會接觸外物受到三維力作用，三維力傳遞到三維力傳感器上，經(jīng)過電橋作用將力信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，控制模塊采集電壓信號判斷其大小和對應方向，輸出脈寬調(diào)制信號驅(qū)動相應的振動器，振動器的振動再反饋給殘疾人使用者。如圖5所示，首先采集三維力傳感器輸出的三個軸向信號，再對這三個信號做出判斷，先判斷X軸向信號，看該電壓信號的絕對值大小是否超過程序中預先設(shè)定的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手在X軸向上受到力作用，這時再判斷信號的正負性正代表 X軸正方向受力，就需要驅(qū)動對應于X+方向的振動器；負則代表χ軸負方向受力，就需要驅(qū)動對應于X-方向的振動器。然后再判斷Y軸向信號，看該電壓信號的絕對值大小是否超過程序中預先設(shè)定的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手在Y軸向上受到力作用，這時再判斷信號的正負性正代表Y軸正方向受力，就需要驅(qū)動對應于Y+方向的振動器；負則代表Y軸負方向受力，就需要驅(qū)動對應于Y-方向的振動器。最后判斷判斷Z軸向信號，看該電壓信號的絕對值大小是否超過程序中預先設(shè)定的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手在Z軸向上受到力作用，這時再判斷信號的正負性正代表Z軸正方向受力，就需要驅(qū)動對應于Z+方向的振動器；負則代表Z軸負方向受力，就需要驅(qū)動對應于Z-方向的振動器。 這些都完成之后再繼續(xù)采集信號，如此循環(huán)運行。如圖6所示，控制模塊包括三個儀用放大器AD620電路(圖6a)、單片機 C8051F320(圖6b)、六個光電耦合隔離電路及三極管驅(qū)動電路(圖6c)，以上電路均為本領(lǐng)域熟知的常規(guī)電路。本例采用東南大學機器人傳感與控制技術(shù)實驗室自主研制的直接輸出型機器人四維力與力矩傳感器(公開號CN 1425903A)，使其輸出三維力信號，不輸出力矩信號，輸出電壓范圍為-1. 4V +1. 4V，額定載荷范圍為-100N +100N。插頭CNT3\1的三個接頭分別與三維力傳感器的三路信號輸出端連接，接受三維力信號，輸入到三個儀用放大器AD620 的正輸入端進行信號放大處理，將原來輸出電壓范圍為-1. 4V +1. 4V的信號放大為輸出電壓范圍為-2. 8V +2. 8V的信號，匹配單片機的輸入電平，提高信號采集和控制的精確度，三個AD620的輸出端連接到單片機C8051F320的P1.0 口、Pl. 1 口和Pl. 2 口，供單片機進行AD轉(zhuǎn)換，單片機根據(jù)三路AD轉(zhuǎn)換后的結(jié)果進行過圖5所示的判斷流程之后，決定應該發(fā)出怎樣的脈寬調(diào)制信號來驅(qū)動振動器。單片機的Pl. 3 口、Pl. 4 口、Pl. 5 口、Pl. 6 口、Pl. 7 口、P2. 0 口發(fā)出脈寬調(diào)制信號連接到六路光電耦合隔離電路的輸入端Χ+、X-、Y+、Y-、Z+、 Z-,六路光電耦合電路的輸出端都連接到一個PNP三級管的基極。以X+方向振動器驅(qū)動方法為例當光電耦合電路的輸入端X+為高電平時，則輸出端為低電平，這樣會導通三極管， 驅(qū)動振動器MX+。其他振動器驅(qū)動方法相同。機械手受力越大，三維力傳感器傳出的電壓信號越大，單片機輸出的脈寬調(diào)制信號占空比也越大，則三級管導通時間越長，振動器就會震動越劇烈，給使用者的震動刺激就越強烈，從而達到讓使用者感知機械手受力大小的目的。
權(quán)利要求
1.一種肌電假手力觸覺反饋方法，其特征是包括步驟1)先用安裝在機械假手底座上的三維力傳感器來采集機械假手所受到三維力信息；2)再把三維力信息轉(zhuǎn)換成震動信號，驅(qū)動安裝在使用者身上的振動器；當機械假手受到三維力時，代表相應的受力方向振動器就會發(fā)生振動，而且振動強度和受力大小成正比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述肌電假手力觸覺反饋方法，其特征是所述振動器共6只，分別代表分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、Z軸正方向受力和Z軸負方向受力；所述步驟1)中，首先采集三維力傳感器輸出的三個軸向信號，再對這三個信號做出判斷11)先判斷X軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在X軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表 X軸正方向受力，則驅(qū)動對應于X+方向的振動器；負代表χ軸負方向受力，則驅(qū)動對應于 χ-方向的振動器；12)再判斷Y軸向信號，判斷該信號的電壓的絕對值大小是否超過預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明此時機械假手在Y軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表 Y軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Y+方向的振動器；負代表Y軸負方向受力，則驅(qū)動對應于 Y-方向的振動器；13)最后判斷判斷Z軸向信號，判斷該電壓信號的電壓的絕對值大小是否超過程序中預設(shè)的閾值，若已經(jīng)超過閾值，則說明機械假手此時在Z軸向上受到力作用；這時再判斷信號的正負性正代表Z軸正方向受力，則驅(qū)動對應于Z+方向的振動器；負則代表Z軸負方向受力，則驅(qū)動對應于Z-方向的振動器；步驟11) 13)都完成之后再繼續(xù)采集信號，如此循環(huán)運行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述肌電假手力觸覺反饋方法，其特征是所述步驟2)中，代表相應的受力方向振動器的振動強度和受力大小成正比的實現(xiàn)方法是，通過脈沖寬度調(diào)制電路驅(qū)動振動器，利用單片機輸出脈沖寬度調(diào)制電路的占空比信號；占空比計算方法如下驅(qū)動振動器脈寬調(diào)制信號占空比=賴__言堀直。對應軸向信號的滿幅值
4.一種觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，其特征是包括機械假手、三維力傳感器、控制模塊、肌電信號采集電極和振動器；所述機械假手的底座連接三維力傳感器的受力軸；所述控制模塊包括單片機、機械假手驅(qū)動電路，放大電路和振動器驅(qū)動電路；單片機的信號輸入端連接肌電信號采集電極，單片機的控制信號輸出端連接機械假手驅(qū)動電路的信號輸入端；機械假手驅(qū)動電路連接驅(qū)動機械假手的動力裝置；三維力傳感器輸出的三維力信號分別經(jīng)放大電路放大后輸入到單片機的信號輸入端； 單片機的振動信號輸出端連接振動器驅(qū)動電路，振動器驅(qū)動電路連接振動器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，其特征是所述機械假手包括殼體、電機、短指和長指；所述動力裝置是電機，電機設(shè)在殼體內(nèi)；短指和長指的根部都設(shè)在殼體內(nèi)，并與殼體轉(zhuǎn)動連接；所述短指的根部設(shè)有短指根部齒輪，長指的根部設(shè)有長指根部齒輪，短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合；所述電機的轉(zhuǎn)子上設(shè)有電機齒輪，電機齒輪連接驅(qū)動短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個；所述電機驅(qū)動電路的驅(qū)動輸出端連接電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，其特征是包括傳動齒輪；傳動齒輪包括同軸連接同時轉(zhuǎn)動的第一齒輪和第二齒輪，第一齒輪與電機齒輪嚙和，第二齒輪與短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合；所述第一齒輪的齒數(shù)大于第二齒輪的齒數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，其特征是電機齒輪和第一齒輪嚙合傳動的傳動比是4 1 ；第二齒輪和短指根部齒輪或長指根部齒輪中任一一個嚙合傳動的傳動比是10 1 ；短指根部齒輪和長指根部齒輪相互嚙合傳動的傳動比是1 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸覺反饋的肌電假手力系統(tǒng)，其特征是所述振動器共有6個， 6個振動器貼合在使用者的手臂不同位置，分別對應機械假手的X軸正向上的受力、X軸負方向受力、Y軸正方向受力、Y軸負方向受力、Z軸正方向受力和Z軸負方向受力。
全文摘要
一種肌電假手力觸覺反饋方法及觸覺反饋的肌電假手系統(tǒng)，在機械假手的手腕部位安裝三維力傳感器，三維力傳感器的受力軸通過法蘭盤與機械手底座連接，感知機械手三軸方向的受力情況。三維力傳感器收到三維力作用后，通過電橋原理，把力信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，輸入到設(shè)有單片機、電機驅(qū)動電路在內(nèi)的控制模塊，由單片機采集三維力傳感器傳遞來的代表X、Y、Z這三個軸向上的電壓信號，由電壓信號的正負分為X+、X-、Y+、Y-、Z+、Z-這六個方向，并按照這六個方向上電壓幅值的大小，即所測得六個方向上的受力大小，輸出相對應的脈沖寬度調(diào)制信號，通過電機驅(qū)動電路驅(qū)動對應方向上的微型振動器，使得振動器的振幅正比于該方向上的電壓幅值。
文檔編號A61F2/54GK102379760SQ20111024444
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者吳常鋮, 宋愛國, 崔建偉, 李會軍, 章華濤, 茅晨, 錢夔 申請人:東南大學