CN107411857A - 一种分布式腕手假肢系统的控制系统 - Google Patents

一种分布式腕手假肢系统的控制系统 Download PDF

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Abstract

一种分布式腕手假肢系统的控制系统，涉及生物肌电一体化技术领域，为了解决现有的腕手假肢系统缺少主动的腕部自由度，操作不方便，缺少合适的肌电控制方法的问题。本发明包括假手控制系统和手腕控制系统；假手控制系统包括假手主控制器、存储模块、假手电源管理模块、肌电信号采集模块、陀螺仪模块、假手电机模块、人机交互模块和假手通信模块；手腕控制系统包括手腕主控制器、手腕电源管理模块、手腕电机模块和手腕通信模块。本发明适用于多自由度控制腕手假肢系统。

Description

一种分布式腕手假肢系统的控制系统
技术领域
本发明涉及生物肌电一体化(Biomechatronics)技术领域。
背景技术
人手在生活中起到很重要的作用，对于手部残疾的人，缺少手部会给生活带来极大的不便，因此出现了代替人手进行操作和抓取的假手。此外，人体的腕部是上肢的重要组成部分，具有三个独立自由度，在抓取中起重要作用。理想的腕手假肢系统应当具备如下特征：第一、假手能够以多种姿势抓取物体；第二、手腕具有三个独立的主动自由度；第三、可以实现简单可靠的肌电控制。
目前现有的假手缺少主动的腕部自由度，没有3个自由度的主动手腕。缺少腕部会导致难以根据抓取需要来调整假手的姿态，残疾人需要依靠上臂来调整假手的姿态，这使得抓取动作极其不自然，不便于残疾人日常使用。此外，目前现有的腕手假肢系统缺少合适的肌电控制方法，大多数采用开关控制，使用时，残疾人需要使用开关来控制假手和腕部的运动，这导致了当残疾人另一只手不方便时，无法控制假手或腕部的运动，不便于残疾人使用。这些问题导致残疾人对假肢的使用率比较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的腕手假肢系统缺少主动的腕部自由度，操作不方便，缺少合适的肌电控制方法的问题，从而提供一种分布式腕手假肢系统的控制系统。
本发明所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，包括假手控制系统和手腕控制系统；
假手控制系统，包括假手主控制器、肌电信号采集模块、假手电机模块和假手通信模块；
肌电信号采集模块，用于采集肌电信号，并将肌电信号转换为数字信号，并发送给假手主控制器；
假手电机模块，用于根据假手主控制器的假手控制命令驱动假手运动；
假手通信模块，用于与手腕控制系统进行通信；
假手主控制器，用于根据肌电信号，生成假手控制命令和手腕控制命令；假手控制命令用于控制手部姿势、手部运动，手腕控制命令用于控制腕部自由度和腕部运动；
手腕控制系统，包括手腕主控制器、手腕电机模块和手腕通信模块；
手腕通信模块，用于与假手控制系统进行通信；
手腕主控制器，用于接收假手主控制器发送的手腕控制命令；
手腕电机模块，用于接收手腕控制命令并根据手腕控制命令驱动手腕运动。
优选的是，肌电信号采集模块包括两个肌电电极，两个肌电电极贴在使用者前臂的皮肤表面。
优选的是，假手主控制器包括信号预处理模块、分类器和肌电控制模块；
信号预处理模块，用于接受肌电信号，对肌电信号进行滤波及信号特征提取，并将预处理后的肌电信号发送给分类器；
分类器，用于对肌电信号进行分类；具体为：
结合分类器参数根据使用者的动作种类，将两个肌电电极的信号分类为屈肌信号FF、伸肌信号EE、同时收缩信号AA和放松信号r；根据动作持续时间，将两个肌电电极的信号进一步分为7种肌电信号：短时屈肌信号f、短时伸肌信号e、短时同时收缩信号a、长时屈肌信号F、长时伸肌信号E、长时同时收缩信号A和放松信号r；并将分类后的结果发送给肌电控制模块；
肌电控制模块，用于根据分类后的肌电信号，生成假手控制命令和手腕控制命令，该肌电控制模块具有4个工作状态，分别为：假手姿势选择状态、假手运动控制状态、腕部自由度选择状态和腕部运动控制状态，其中假手姿势选择状态时用于在预设的抓取姿势中进行选择，腕部自由度选择状态时用于在3种预设的手腕运动方向中进行选择，3种预设的手腕运动方向分别对应手腕的3个自由度，假手运动控制状态时用于控制假手按照手部姿势选择状态下选定的抓取姿势下进行抓取，腕部运动控制状态时用于控制腕部按照腕部姿势选择状态下选定的运动方向下进行运动。
优选的是，当肌电控制模块处于假手姿势选择状态时，如果分类后的结果为长时屈肌信号F，则进入假手运动控制状态；
当肌电控制模块处于假手运动控制状态时，根据分类器的肌电信号分类结果，控制假手的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制假手按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则假手保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制假手按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为伸肌信号E，则回到假手姿势选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，则进入腕部自由度选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，则进入腕部运动控制状态；
当肌电控制模块处于腕部自由度选择状态时，分类后的结果放松信号r、短时屈肌信号f和短时伸肌信号e分别对应腕部的3个自由度，如果分类后的结果为屈肌信号F，则进入腕部运动控制状态；
当肌电控制模块处于腕部运动控制状态时，根据分类器的肌电信号分类结果，控制腕部的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制腕部按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则腕部保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制腕部按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为长时伸肌信号E，则回到腕部自由度选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，则进入假手姿势选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，则进入假手运动控制状态。
优选的是，当肌电控制模块处于假手姿势选择状态时，两个肌电电极的信号为2个放松信号r、短时屈肌信号f或者短时伸肌信号e进行任意排列组合，共生成7种组合，即r、f、e、ff、ee、fe、ef，对应7种预设的抓取姿势，如果分类后的结果为长时伸肌信号E，则清空组合；
r、f、e、ff、ee、fe、ef对应的7种预设的抓取姿势分别为：圆柱抓取、圆球抓取、三指捏取、侧边捏取、两指捏取、四指弯曲、食指指示。
优选的是，假手控制系统还包括假手电机电流监控模块，用于采集假手电机的电流信号，并发送给假手主控制器；假手主控制器控制假手电机的电流小于设定阈值；
手腕控制系统还包括手腕电机电流监控模块，用于采集手腕电机的电流信号，并发送给手腕主控制器；手腕主控制器控制手腕电机的电流小于设定阈值。
优选的是，假手控制系统还包括人机交互模块和陀螺仪模块，陀螺仪模块用于采集假手姿态，并发送给假手主控制器；人机交互模块用于显示腕手假肢系统的控制系统的状态。
优选的是，手腕控制系统还包括手腕传感器信号采集模块；
手腕传感器信号采集模块，用于采集手腕传感器信号，将采集到的传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，并发送给手腕主控制器。
优选的是，假手控制系统还包括假手传感器信号采集模块；
假手传感器信号采集模块，用于采集假手传感器信号，将采集到的传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，并发送给假手主控制器。
优选的是，假手控制系统还包括电刺激反馈模块，用于通过电刺激电极向使用者反馈腕手假肢系统的状态信息。
有益效果：本发明的控制系统简单可靠，工作稳定，可控制自由度多，抓取操作灵巧程度高，采用分布式控制系统，假手和手腕控制系统均为独立通信、传感、供电、控制和驱动，并且都具备标准的通信接口，方便拆换和适配不同的假手和手腕，能够和不同的假手相连接。无需外部开关等，便于残疾人使用。人机交互电路实时显示使用者输入控制量的状态和腕手系统的状态，方便使用者使用，降低使用者的负担；采用肌电控制方式，使用者只依靠两个电极即可实现对腕手假肢系统的控制，便于日常使用，适合大多数缺少多块活动肌肉的残疾人；假手控制系统大小仅有25×50mm，可以方便地集成在假手内部，手腕控制系统直径仅有30mm，可以方便地集成在手腕内部，满足多自由度腕手假肢系统对于控制的要求。
附图说明
图1是具体实施方式一所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统的结构示意图；
图2是具体实施方式一中的人机交互模块的界面示意图；
图3是具体实施方式一中的肌电控制模块的原理图；
其中，1表示手腕按预定轨迹向前运动，2表示手腕按预定轨迹向后运动；
图4是具体实施方式一中的短时屈肌电信号f的波形图；
图5是具体实施方式一中的短时伸肌电信号e的波形图；
图6是具体实施方式一中的短时同时收缩信号a的波形图；
图7是具体实施方式一中的长时屈肌电信号F的波形图，；
图8是具体实施方式一中的长时伸肌电信号E的波形图，LE表示从分类为伸肌信号EE到分类为非伸肌信号所持续的时间，T1为分类能够为长时信号的最短持续时间；
图9是具体实施方式一中的长时同时收缩信号A的波形图，LA表示从分类为同时收缩信号AA到分类为非同时收缩信号所持续的时间，T1为分类能够为长时信号的最短持续时间；
图10是具体实施方式一中的放松信号r。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1和图10具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，包括位于假手内的假手控制系统和位于腕部内的手腕控制系统。
假手控制系统包括假手主控制器、存储模块、假手电源管理模块、假手传感器信号采集模块、肌电信号采集模块、陀螺仪模块、假手电机电流监控模块、假手电机模块、电刺激反馈模块、人机交互模块和假手通信模块。
用于为假手控制系统提供稳压电源的假手电源管理模块，假手电源管理模块的电源输出端连接假手主控制器、假手电机电流监控模块、假手电机模块、电刺激反馈模块、人机交互模块、陀螺仪模块、肌电信号采集模块、假手传感器信号采集模块、假手通信模块和存储模块的电源输入端。
用于采集和处理肌电信号的肌电信号采集模块，该模块由两个肌电电极组成，两个肌电电极贴在使用者前臂的皮肤表面，采集使用者的肌电信号并且转换为数字信号，然后传递给假手主控制器。
用于采集假手传感器信号的假手传感器信号采集模块，该模块将采集到的力、位、触觉传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，然后传递给假手主控制器。
用于采集假手姿态的陀螺仪模块，该模块将假手的姿态信息传递给假手主控制器。
用于辅助患者使用和引导患者训练的人机交互模块，人机交互模块由控制状态指示平台组成，具体配置方式参照图2，控制状态指示平台由LED发光二极管阵列组成，用来显示腕手假肢系统的控制系统的状态，包括当前控制对象、控制状态、当前肌电信号类型和信号进度提示，使得患者及时了解控制系统的状态，以便使用者使用，具体为：
如图2所示，当肌电控制模块处于假手姿势选择状态或者假手运动控制状态时，控制对象的手部指示灯亮，当肌电控制模块处于腕部自由度选择状态或者腕部运动控制状态时，控制对象的腕部指示灯亮；当肌电控制模块处于假手的姿势选择状态或者腕部自由度选择状态时，控制状态的姿势选择指示灯亮，当肌电控制模块处于假手的运动控制状态或者腕部运动控制状态时，控制状态的运动控制指示灯亮；通过这两组指示灯，使用者可以确定当前肌电控制模块处于4种状态中的哪一种。
当前信号种类指示灯，用来指示当前肌电信号的分类情况，如果当前肌电信号分类为EE信号，则当前肌电信号的EE信号指示灯亮，如果当前肌电信号分类为FF信号，则当前信号的FF信号指示灯亮，如果当前肌电信号分类为AA，则当前信号的两个指示灯EE信号指示灯和FF信号指示灯同时亮，如果当前肌电信号分类为r，当前信号的两个指示灯均不亮。
姿势选择序列中有两组指示灯，用来实时显示当肌电控制模块处于假手姿势选择状态或者腕部自由度选择状态时的姿势选择状态，进入假手姿势选择状态或者腕部自由度选择状态后，根据姿势选择序列的情况，第一位显示姿势选择序列中的第一位信号类型，如果第一位信号类型为e，则e指示灯亮，如果为f，则f指示灯亮，如果为r，则两灯均不亮；第二位显示姿势选择序列中的第二位信号类型，第二位信号类型为e，则e指示灯亮，如果为f，则f指示灯亮，如果为r，则两灯均不亮。
用于向使用者反馈感知的电刺激反馈模块，电刺激反馈模块通过电刺激电极向使用者反馈腕手假肢系统的一些信息。
用于存储肌电信号分类器参数的数据存储模块。
用于驱动假手的假手电机模块，该模块根据假手主控制器的命令驱动假手运动。
用于监控假手电机电流的假手电机电流监控模块，该模块采集电机的电流信号，并且传递给假手主控制器，用于保护电机，防止过流。
用于和手腕通信的假手通信模块，该模块向手腕发送控制指令，并且接收来自手腕的力、位置等传感器信息。
假手控制系统和手腕控制系统之间通过通信线缆连接，具体配置方式参照图1。
分布式腕手假肢系统的控制系统采用统一供电，假手和手腕分别稳压的供电方式。
整个系统由一块电池供电，电池的输出端同时接假手电源管理模块和手腕电源管理模块。
手腕控制系统包括手腕主控制器、手腕电源管理模块、手腕传感器信号采集模块、手腕电机模块、手腕电机电流监控模块和手腕通信模块。
用于为手腕控制系统提供稳压电源的手腕电源管理模块，手腕电源管理模块的驱动电源输出端连接手腕主控制器、手腕电源管理模块、手腕传感器信号采集模块、手腕电机模块、手腕电机电流监控模块和手腕通信模块的电源输入端。
用于采集手腕的传感器信号的手腕传感器信号采集模块，该模块将采集到的力、位传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，然后传递给手腕主控制器。
用于驱动手腕的手腕电机模块，该模块根据手腕主控制器的命令驱动手腕运动。
用于监控手腕电机电流的手腕电机电流监控模块，该模块采集手腕电机的电流信号，并且传递给手腕主控制器，用于保护电机，防止过流。
用于和假手通信的手腕通信模块，该模块接收来自假手控制系统的控制指令，并且向假手发送手腕的力、位置等传感器信息。
使用时，根据使用者需要，选择是否使用手腕，如果使用手腕，将电池与手腕的电源管理模块的输入端连接，通信线缆连接假手控制系统和手腕控制系统，假手控制系统与手腕控制系统通过通信线缆交换传感器数据和控制指令；
假手主控制器包括信号预处理模块、分类器、控肌电控制模块。
用于滤波并提取信号特征的信号预处理模块，该模块将预处理后的肌电信号传给分类器。
用于对肌电信号进行分类的分类器。该分类器根据使用者的动作种类，将两个肌电电极的信号分类为屈肌信号FF、伸肌信号EE、同时收缩信号AA和放松信号r；根据动作持续时间，将两个肌电电极的信号进一步分为7种肌电信号：短时屈肌信号f、短时伸肌信号e、短时同时收缩信号a、长时屈肌信号F、长时伸肌信号E、长时同时收缩信号A和放松信号r，如图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示。图中实线为置于伸肌肌腹处的肌电电极采集到的信号，虚线为置于屈肌肌腹处的肌电电极采集到的信号，横线为幅值阈值。
图4中Lf表示从分类为屈肌信号FF到分类为非屈肌信号所持续的时间，Ts为能够分类为短时信号的最短持续时间，Tl为能够分类为短时信号的最长持续时间，当Ts＜Lf＜Tl时，信号被分类为短时屈肌信号f，，Ts和Tl根据不同使用者进行调整；Lf为屈肌信号持续时间；Ts为短时信号长度阈值；Tl为长时信号长度阈值；
图5中Le表示从分类为伸肌信号EE到分类为非伸肌信号所持续的时间，Ts为能够分类为短时信号的最短持续时间，Tl为能够分类为短时信号的最长持续时间，当Ts＜Le＜Tl时，信号被分类为短时伸肌信号e，Ts和Tl根据不同使用者进行调整，Le为伸肌信号持续时间；Ts为短时信号长度阈值；Tl为长时信号长度阈值；
图6中La表示从分类为同时收缩信号AA到分类为非同时收缩信号所持续的时间；
Ts为能够分类为短时信号的最短持续时间，Tl为能够分类为短时信号的最长持续时间；当Ts＜La＜Tl时，信号被分类为短时同时收缩信号aTs为短时信号长度阈值；Tl为长时信号长度阈值，La为同时收缩信号持续时间；
图7中LF表示从分类为屈肌信号FF到分类为非屈肌信号所持续的时间，Tl为能够分类为长时信号的最短持续时间，当Tl＜LF时，信号被分类为长时屈肌信号，Tl为长时信号长度阈值，LF为屈肌信号持续时间；
图8中LE表示从分类为伸肌信号EE到分类为非伸肌信号所持续的时间，Tl为能够分类为长时信号的最短持续时间，当Tl＜LE时，信号被分类为长时伸肌信号，Tl为长时信号长度阈值，LE为伸肌信号持续时间；
图9中LA表示从分类为同时收缩信号AA到分类为非同时收缩信号所持续的时间，Tl为能够分类为长时信号的最短持续时间；当Tl＜LA时，信号被分类为长时同步收缩信号，Tl为长时信号长度阈值，LA为同时收缩信号持续时间；
图10是放松信号r。
用于选择控制假手和手腕的肌电控制模块，如图3所示，该模块具有4个工作状态，分别为：假手姿势选择状态、假手运动控制状态、腕部自由度选择状态和腕部运动控制状态，其中手部姿势选择状态用于在7种预设的抓取姿势中进行选择，腕部自由度选择状态用于在3种预设的手腕运动方向中进行选择，分别对应手腕的3个自由度，手部运动控制状态用于控制假手按照手部姿势选择状态下选定的抓取姿势下进行抓取，腕部运动控制状态用于控制腕部按照腕部姿势选择状态下选定的运动方向下进行运动。
其中假手姿势选择状态时将2个放松信号r、短时屈肌信号f或者短时伸肌信号e进行任意排列组合，生成7种组合，即r、f、e、ff、ee、fe、ef，对应7种预设的抓取姿势，如果分类后的结果为长时伸肌信号E，则清空组合，如果分类后的结果为长时屈肌信号F，则进入假手运动控制状态；
当系统处于假手运动控制状态下，根据分类器的肌电信号分类结果，控制假手的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制假手按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则假手保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制假手按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为长时伸肌信号E，系统回到手部姿势选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，系统进入腕部自由度选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，系统进入腕部运动控制状态。
腕部自由度选择状态时将放松信号r、短时屈肌信号f和短时伸肌信号e分别对应腕部的3个自由度，如果分类后的结果为长时屈肌信号F，则进入腕部运动控制状态；
当系统处于腕部运动控制状态下，根据分类器的肌电信号分类结果，控制腕部的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制腕部按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则腕部保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制腕部按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为长时伸肌信号E，系统回到腕部姿势选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，系统进入手部自由度选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，系统进入手部运动控制状态。
本发明解决了现有腕手系统缺乏合适的肌电控制方法，不便于使用的缺点。分布式的控制系统，方便使用与装拆，增强了假手和手腕的通用性与适配性。腕手假肢系统的肌电控制方法，只利用两个电极采集的肌电信号，可以控制假手以7种姿势抓取物体和手腕的三个自由度的运动。
本实验室已研制出一型“分布式腕手假肢系统”原型机，并且提出了一种分布式腕手假肢系统的控制方法，并且进行了实验验证。实验表明，该分布式腕手假肢系统的控制方法只需要两枚表面肌电电极即可实现对腕手假肢系统的控制，具有使用方便，装配性好，适用范围广，控制简单可靠的特点。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，包括假手控制系统和手腕控制系统；
假手控制系统，包括假手主控制器、肌电信号采集模块、假手电机模块和假手通信模块；
肌电信号采集模块，用于采集肌电信号，并将肌电信号转换为数字信号，并发送给假手主控制器；
假手电机模块，用于根据假手主控制器的假手控制命令驱动假手运动；
假手通信模块，用于与手腕控制系统进行通信；
假手主控制器，用于根据肌电信号，生成假手控制命令和手腕控制命令；假手控制命令用于控制手部姿势、手部运动，手腕控制命令用于控制腕部自由度和腕部运动；
手腕控制系统，包括手腕主控制器、手腕电机模块和手腕通信模块；
手腕通信模块，用于与假手控制系统进行通信；
手腕主控制器，用于接收假手主控制器发送的手腕控制命令；
手腕电机模块，用于接收手腕控制命令并根据手腕控制命令驱动手腕运动。
2.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，肌电信号采集模块包括两个肌电电极，两个肌电电极贴在使用者前臂的皮肤表面。
3.根据权利要求2所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，假手主控制器包括信号预处理模块、分类器和肌电控制模块；
信号预处理模块，用于接受肌电信号，对肌电信号进行滤波及信号特征提取，并将预处理后的肌电信号发送给分类器；
分类器，用于对肌电信号进行分类；具体为：
结合分类器参数根据使用者的动作种类，将两个肌电电极的信号分类为屈肌信号FF、伸肌信号EE、同时收缩信号AA和放松信号r；根据动作持续时间，将两个肌电电极的信号进一步分为7种肌电信号：短时屈肌信号f、短时伸肌信号e、短时同时收缩信号a、长时屈肌信号F、长时伸肌信号E、长时同时收缩信号A和放松信号r；并将分类后的结果发送给肌电控制模块；
肌电控制模块，用于根据分类后的肌电信号，生成假手控制命令和手腕控制命令，该肌电控制模块具有4个工作状态，分别为：假手姿势选择状态、假手运动控制状态、腕部自由度选择状态和腕部运动控制状态，其中假手姿势选择状态时用于在预设的抓取姿势中进行选择，腕部自由度选择状态时用于在3种预设的手腕运动方向中进行选择，3种预设的手腕运动方向分别对应手腕的3个自由度，假手运动控制状态时用于控制假手按照手部姿势选择状态下选定的抓取姿势下进行抓取，腕部运动控制状态时用于控制腕部按照腕部姿势选择状态下选定的运动方向下进行运动。
4.根据权利要求3所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，当肌电控制模块处于假手姿势选择状态时，如果分类后的结果为长时屈肌信号F，则进入假手运动控制状态；
当肌电控制模块处于假手运动控制状态时，根据分类器的肌电信号分类结果，控制假手的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制假手按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则假手保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制假手按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为伸肌信号E，则回到假手姿势选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，则进入腕部自由度选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，则进入腕部运动控制状态；
当肌电控制模块处于腕部自由度选择状态时，分类后的结果放松信号r、短时屈肌信号f和短时伸肌信号e分别对应腕部的3个自由度，如果分类后的结果为屈肌信号F，则进入腕部运动控制状态；
当肌电控制模块处于腕部运动控制状态时，根据分类器的肌电信号分类结果，控制腕部的运动，具体为：
如果分类后的结果为屈肌信号FF，则控制腕部按照选定的抓取姿势向闭合的方向运动；
如果分类后的结果为放松信号r，则腕部保持静止状态；
如果分类后的结果为伸肌信号EE，则控制腕部按照选定的抓取姿势向张开的方向运动；
如果分类后的结果为长时伸肌信号E，则回到腕部自由度选择状态；
如果分类后的结果为长时同时收缩信号A，则进入假手姿势选择状态；
如果分类后的结果为短时同时收缩信号a，则进入假手运动控制状态。
5.根据权利要求4所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，当肌电控制模块处于假手姿势选择状态时，两个肌电电极的信号为2个放松信号r、短时屈肌信号f或者短时伸肌信号e进行任意排列组合，共生成7种组合，即r、f、e、ff、ee、fe、ef，对应7种预设的抓取姿势，如果分类后的结果为长时伸肌信号E，则清空组合；
r、f、e、ff、ee、fe、ef对应的7种预设的抓取姿势分别为：圆柱抓取、圆球抓取、三指捏取、侧边捏取、两指捏取、四指弯曲、食指指示。
6.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，假手控制系统还包括假手电机电流监控模块，用于采集假手电机的电流信号，并发送给假手主控制器；假手主控制器控制假手电机的电流小于设定阈值；
手腕控制系统还包括手腕电机电流监控模块，用于采集手腕电机的电流信号，并发送给手腕主控制器；手腕主控制器控制手腕电机的电流小于设定阈值。
7.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，假手控制系统还包括人机交互模块和陀螺仪模块，陀螺仪模块用于采集假手姿态，并发送给假手主控制器；人机交互模块用于显示腕手假肢系统的控制系统的状态。
8.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，手腕控制系统还包括手腕传感器信号采集模块；
手腕传感器信号采集模块，用于采集手腕传感器信号，将采集到的传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，并发送给手腕主控制器。
9.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，假手控制系统还包括假手传感器信号采集模块；
假手传感器信号采集模块，用于采集假手传感器信号，将采集到的传感器信号进行滤波并且转换为数字信号，并发送给假手主控制器。
10.根据权利要求1所述的一种分布式腕手假肢系统的控制系统，其特征在于，假手控制系统还包括电刺激反馈模块，用于通过电刺激电极向使用者反馈腕手假肢系统的状态信息。
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