CN102228399A - 基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法 - Google Patents

基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法 Download PDF

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王楠
茅晨
吴常铖
柯欣
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Abstract

本发明公开了一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法，包括以下步骤：步骤1.利用肌电电极采集肌肉用力大小的信号，再使用力触觉传感器采集假手握力大小的信号；步骤2.对所采集的肌肉用力大小的信号及假手握力大小的信号进行预处理并模糊化；步骤3.利用模糊规则，对步骤2得到的模糊化的输出结果进行模糊推理，最后，对模糊推理的结果进行去模糊化，得到驱动信号，用于控制肌电假手握力。

Description

基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法
技术领域
本发明涉及一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法。
背景技术
虽然肌电控制假手已经出现了很多年，但关于如何解决机械假手的夹持力大小的控制问题一直都是机械手控制的重要内容，现有技术的肌电假手都不能实现假手控制夹持力度的大小或者不能实现适应残疾人的方便的力度控制方法，使得残疾人无法拿取易碎、易变形等日常生活用品，给残疾人使用肌电假手后适应正常生活带来困难。
发明内容
本发明提出了一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法，使用者仅通过按正常的生活习惯紧绷和放松相对应的肌肉就能实现控制假手的张合。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法，包括以下步骤：
步骤1利用肌电电极采集肌肉用力大小的信号，再使用力触觉传感器采集假手握力大小的信号，
步骤2对所采集的肌肉用力大小的信号及假手握力大小的信号进行预处理并模糊化，
步骤3利用模糊规则，对步骤2得到的模糊化的输出结果进行模糊推理，最后，对模糊推理的结果进行去模糊化，得到驱动信号，用于控制肌电假手握力。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用基于模糊控制器的控制方法来控制带指端力触觉反馈的肌电假手，实现了传统控制方法的创新。使用者只需要把肌电信号采集电极贴在手臂的对应位置，按正常的习惯来活动手臂，控制手臂活动的力度大小，肌电信号采集电极就会把与手臂肌肉的紧绷程度相应的信号采集并提交单片机处理，又由单片机发出相应的电机驱动信号并接收力触觉传感器发回的肌电假手的夹持力度信号，实现闭环控制来达到相对应手臂力度大小的夹持力。使用者只需要按正常的生活习惯就能控制假手的张合，并可以拿取各种材质的物品，给使用者带来极大方便。当手指张开程度较大而所拿物体较小时可以实现开始时紧绷肌肉快速闭合，而手指接近物体时稍微放松肌肉慢速闭合拿取物体，拿取物品快速灵活，又可避免损坏物品；力度控制的分段处理使得使用者能够根据所拿取的物品的不同材质调整肌肉的紧绷程度方便的控制肌电假手的夹持力度大小，可以拿起纸杯，玻璃杯等易变形、易碎物品，帮助断肢残疾人拿取各种物品，恢复正常生活。
附图说明
图1为本发明中模糊控制器的结构流程图；
图2为本发明中模糊控制器的输入输出关系图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明
一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法，包括以下步骤：
步骤1利用肌电电极采集肌肉用力大小的信号，再使用力触觉传感器采集假手握力大小的信号，
步骤2对所采集的肌肉用力大小的信号及假手握力大小的信号进行预处理并模糊化，
步骤3利用模糊规则，对步骤2得到的模糊化的输出结果进行模糊推理，最后，对模糊推理的结果进行去模糊化，得到驱动信号，用于控制肌电假手握力。
模糊控制器接受的肌电信号幅值范围为0V～3V，握力信号幅值范围为0V～3.3V，输出用于驱动电机的PWM信号，其占空比越大，电机转速越快，其中正值对应电机正转方向，即手指闭合方向；负值对应电机反转方向，即手指张开方向。

Claims (1)

1.一种基于模糊控制器的肌电假手握力控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1利用肌电电极采集肌肉用力大小的信号，再使用力触觉传感器采集假手握力大小的信号，
步骤2对所采集的肌肉用力大小的信号及假手握力大小的信号进行预处理并模糊化，
步骤3利用模糊规则，对步骤2得到的模糊化的输出结果进行模糊推理，最后，对模糊推理的结果进行去模糊化，得到驱动信号，用于控制肌电假手握力。
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