肌电假手的联合仿真分析

摘要

长期以来，随着学者们对表面肌电信号的深入研究，表面肌电信号逐渐发展成为了一种可靠的控制源。同时近年来残疾人人口比例居高不下，其中肢体残疾的人口的数量又很大，因此利用肌电假肢代替传统假肢满足残疾人的日常生活需求，具备很高的科研及实用价值。考虑到肌电假手试制需要多次反复，投入大量的成本和费用，本文开发肌电假手的虚拟样机，为研制提供指导，缩短开发周期，降低研制成本。
　　本文通过研究人手生理构造，参照人手的相关数据，在充分考虑仿生性的基础上，采用 PRO/E虚拟建模软件，搭建具有多自由度的肌电假手样机模型。
　　针对设计的肌电假手模型进行仿真验证，建立模型的运动学方程，采用虚拟样机软件，通过对肌电假手的运动学模型进行仿真，验证其合理性。
　　利用肌电信号采集系统采集拇长展肌，指总伸肌，指深屈肌处的肌电信号，送入 MATLAB对信号进行处理。采用时域分析法提取统计特征值，通过阈值决策方法确定手部动作，输出手部动作模式信息。
　　在MATLAB的Simulink仿真工具箱中，搭建符合肌电假手模型的控制系统，将对应的手部动作模式信息转化为假手关节期望角度，实现对肌电假手的驱动。通过实时联合仿真，验证肌电假手的控制方案，为后续物理样机的开发打下基础。

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第1章 绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.2肌电控制研究现状

1.3虚拟样机的研究现状

1.4主要研究内容

第2章 肌电信号的采集及分析

2.1 肌电信号简介

2.2肌电信号的采集

2.3肌电信号的处理过程

2.4本章小结

第3章 肌电假手的建模与仿真

3.1人手运动机理

3.2肌电假手建模

3.3肌电假手运动学分析

3.4运动学仿真分析

3.5本章小结

第4章 ADAMS和MATLAB的联合仿真分析

4.1联合仿真系统

4.2控制器设计

4.3交互接口设计

4.4联合仿真实验

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢