作者:隋修武; 刘乃嘉; 乔明敏; 李昊天 期刊:《传感技术学报》 2019年第12期
针对目前研究的肌电假手的控制方式存在不直观、不灵活,缺乏多感知功能等缺陷,设计了一种具有模式识别和多感知功能的肌电假手的控制方法。该方法采用粒子群优化算法改进的支持向量机(PSO-SVM)构建动作分类器,实现肌电假手动作的模式识别与在线控制。利用经验模态分解法分解滑觉信号,引入模糊逻辑控制,对硬度、滑觉程度不同的物体,实现握力的自适应调节。实验结果表明:采用PSO-SVM算法在线控制肌电假手的识别率高达93.6%,同时PSO-S...
作者:刘磊; 杨鹏; 刘作军; 宋寅卯; 吴青娥 期刊:《振动与冲击》 2019年第23期
针对大腿截肢者穿戴智能假肢路况识别准确率低的问题,提出了一种盲辨识理论和极限学习机相结合的路况识别方法。选择肌电信号(EMG)作为路况识别信息源,提取肌电信号的盲辨识模型系数作为信号特征,为了能够充分反映路况特征,比较了不同特征值,分析了选取盲辨识模型系数作为路况识别特征值的合理性。为了克服极限学习机(ELM)分类器随机产生的输入权值只有少部分是比较优越的缺点,利用烟花极限学习机(FA-ELM)对平地行走、上楼、下楼、...
作者:王永雄; 陈晗; 尹钟; 喻洪流; 孟巧玲 期刊:《生物医学工程学》 2018年第04期
人体动作和路况的快速准确识别是实现智能假肢自主控制的基础与前提。本文提出了一种基于假肢(下肢)惯导信号的高斯混合模型(GMM)和隐马尔可夫模型(HMM)融合的人体动作和路况识别方法。首先,使用惯性传感器采集膝关节处x、y和z轴方向上的加速度、角度和角速度信号,然后用时间窗截取信号段并用小波包变换消除信号的抖动噪声;接着对预处理后的信号进行快速傅里叶变换,提取其系数作为特征值;随后对特征进行主成分分析(PCA),去...
作者:姜明文; 王人成; 罗志增; 金德闻; 张济川 期刊:《清华大学学报·自然科学版》 2004年第08期
研制了一种可以感知触滑觉的智能假手。传感器采用有机压电(PVDF)材料为敏感元件,在传感器外表面贴有点阵状结构的橡胶表皮。当假手接触到物体时,传感器产生一个阶跃响应;当物体滑动时,导致点阵状结构表皮振动,产生交变的滑动响应信号。这样传感器可以检测并判断出触觉和滑觉信号。这种利用交变压电信号来判断滑动的方法,简单易行,反馈实时性高。实验表明,安装有这种传感器的假手可以安全地握取易碎或者比较柔软的物体,克...
作者:曹祥红; 刘磊; 杨鹏; 宋寅卯 期刊:《传感技术学报》 2017年第08期
快速准确的步态识别是实现智能假肢灵活控制的基础与前提,步态(平地行走、上下楼梯和上下坡)的有效识别是关键。为了克服由单一信息源无法辨识复杂多步态的难题,搭建人体步态多源运动信息系统获取髋关节角度信号、加速度信号和足底压力信号,利用足底压力信号将人体步态划分为4个片段,并根据人体步态的特点确定了4个片段下髋关节角度、髋关节加速度信号的特征值,采用核主成分分析(KPCA)对原始特征的组合进行融合,得到信息互补的...
作者:郭欣; 王蕾; 宣伯凯; 李彩萍 期刊:《自动化学报》 2017年第03期
表面肌电信号随着时间的变化而改变,这将影响运动模式的分类精度.传统人体下肢假肢运动模式的识别算法不能保证在整个肌电控制时间内达到对运动模式的有效识别.为了解决这些问题,本文提取步态初期200 ms的信号的特征值,将无监督和有监督的Kohonen神经网络算法应用到大腿截肢者残肢侧的步态识别中,并与传统BP神经网络进行了对比.结果表明,有监督的Kohonen神经网络算法将五种路况下步态的平均识别率提高到88.4%,优于无监督的Kohonen...
作者:顾洪; 李伟达; 李娟 期刊:《中国康复理论与实践》 2016年第09期
随着下肢截肢患者的增多以及微电子、控制等技术的不断发展,智能下肢假肢逐渐成为康复机器人领域的研究热点。作为下肢假肢系统的核心部件,高性能的膝关节假肢设计仍然是当前假肢设计中的主要技术难点。本文介绍国内外智能膝关节假肢的发展历程及研究现状,从结构设计的角度对现有膝关节假肢进行分类,分析当前膝关节假肢设计中存在的问题,最后探讨膝关节假肢的发展趋势。
作者:傅莉; 谢华龙; 徐心和 期刊:《机床与液压》 2009年第10期
磁流变阻尼器是一种应用前景广阔的半主动控制的智能驱动装置。通过对磁流变阻尼器动态特性试验,建立了面向高级智能假肢的修正的Sigmoid磁流变阻尼器模型,试验结果显示理论模型较好地拟合了磁流变阻尼器特性参数实际测试值。
作者:瞿晓娜; 张腾宇; 王喜太; 王人成 期刊:《中国康复医学》 2012年第03期
目的:为智能大腿假肢和助行机器人进行步态规划提供设计依据。方法:利用三维步态分析系统检测了30名健康志愿者以快、中、慢三种步速行走时的步态数据,然后进行统计分析。结果:通过统计分析数据得到了步速与站立相、步幅、步长、对侧脚着地百分比,对侧脚离地百分比,足尖离地时膝关节、踝关节角度的关系。结论:步速是影响其他步态参数的重要因素之一。站立相百分比与步速负相关,步幅、步长和步速均显著性正相关。对侧脚着地百分...
作者:王斌锐 金英连 许宏 期刊:《控制工程》 2008年第06期
针对膝关节输入力矩为受限的阻尼力矩,步态跟随控制缺乏在线调节问题,提出用离线和在线集成的变增益一阶D型闭环迭代学习方法进行步态跟随控制。建立系统动力学模型,给出基于有限状态机的步态感知和人腿摆动相步速间接感知方法,减小跟随滞后。设计在线变步长指数增益调节算予,并针对输入力矩受限,设计离线的带惩罚因子的指数增益调节算子。利用谱半径约束条件,分析算法的收敛性。在真人比例虚拟样机模型上进行控制仿真实验...
作者:郭欣 徐彩玉 李明月 苏龙涛 期刊:《生物医学工程学》 2014年第06期
为了使主动式踝关节假肢携带者能更好地根据外部环境和步态的变化实现假肢自然行走,设计了主动式智能踝关节假肢的机械结构和控制系统,提出了主动式踝关节假肢运动轨迹的中枢模式产生器(CPG)控制策略。主动式踝关节假肢通过动力机构为人体提供了运动动力,可实现人体运动的主要功能和特性。通过Matlab/simulink仿真,有效验证了基于生物中枢模式产生器控制机制的主动式踝关节的运动控制方法,能够使主动式踝关节假肢的输出轨迹准确...
作者:周小华 李娟 李伟达 李春光 胡海燕 张虹淼 期刊:《传感器与微系统》 2016年第02期
对人体步态相位进行准确实时的判断是智能假肢等康复机器人控制的基础,提出并建立了一种实时状态相位检测系统。该系统包含了4只压力传感器和2只姿态传感器,能够准确地区分出平地行走时足跟着地、足放平、足跟离地、足尖离地、摆动弯曲以及摆动伸展等五种状态相位,实验表明:该系统能够适应不同测试者的不同步幅和步速,并能够应用在假肢的实时控制中。