DE102004003591A1 - Taktiles Messsystem zur Erfassung von Oberflächendeformationen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein neuartiges taktiles Messsystem zur Erfassung von Oberflächendeformationen. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber bekannten Messsystemen darin, dass mittels mindestens eines taktilsensiblen Sensors in einer Abdeckung, die an eine deformierbare Oberfläche angrenzt, mehrere lokal begrenzte Druckänderungen durch taktile Zustandänderungen zwischen der deformierbaren Oberfläche und der Abdeckung erfasst werden können. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein taktilsensibles Sensorsystem (3) zwischen einer deformierbaren Oberfläche (1) und einer angrenzenden Abdeckung (2) platziert ist. Beispielhaft können somit die gemessenen Drucksignale mittels einer Signalverarbeitungseinheit (4) analysiert und zur gezielten Ansteuerung einer Handprothese (5) verwendet werden.

Description

  • Die vorgestellte Erfindung stellt gegenüber bestehenden Messsystemen eine neue Technik dar, um z.B. Mensch-Maschine Schnittstellen wie sie bei Gliedmaßenprothesen zu finden sind, zu verbessern. So z.B. nutzen heute fremdkraftbetriebene Prothesen zur Steuerung der Greiferteile oder Gelenke die durch Muskelkontraktionen auslösenden elektrischen Spannungsimpulse (EMG), die mittels Körperkontakt über aktive Elektroden abgegriffen und einem Verstärker zugeleitet werden. Die Höhe des EMG-Signalpegels hängt dabei von der Stärke der Muskelkontraktion ab. Diese Methode hat folgende Nachteile:
    • 1. Beschränkte Anzahl von Steuerungsfunktionen,
    • 2. permanenter Kontakt zwischen der Haut und den metallischen Elektroden kann zu Hautverbrennungen beim elektronischen Defekt des Ableitsystems verursacht werden,
    • 3. hohe elektromagnetische Störanfälligkeit, wodurch der Greifer der Prothese eine unerwünschte Aktivierung erfahren könnte,
    • 4. durch das analoge Auswerteverfahren beim EMG-Steuerungssystem, ist ein präziser Schaltungsaufbau notwendig.
  • Ausgehend von den genannten Nachteilen beim EMG-Steuerungssystem hat sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein System zu entwickeln, das die Steuerung von Geräten über taktilsensiblen Sensoren ermöglicht. Die Vorteile die dadurch entstehen sind:
    • 1. Hohe Störbeständigkeit,
    • 2. keine elektrischen Kontakt zwischen der Haut und dem Sensorsystem,
    • 3. kein permanenter Kontakt zwischen den taktilen Sensoren und der deformierbaren Oberfläche (Körper) nötig,
    • 4. hohe Anzahl von Steuerungsfunktionen möglich,
    • 5. sichere Funktionsweise,
    • 6. einfacher schaltungstechnischer Aufbau.
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale vor, die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführt sind. Weitere, vorteilhafte und die Erfindung konkretisierende Merkmale sind in den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche zu sehen.
    •
  • Einzelheiten der vorliegenden Erfindung sind anhand der 1 näher erläutert. Es zeigen: 1 ein beispielhaftes System zur Handprothesensteuerung.
  • Die 1 zeigt ein beispielhaftes System zur Handprothesensteuerung mit dem neuen Messsystem. Gezeigt ist die Anordnung einer Oberfläche 1, einer an die Oberfläche 1 angrenzenden Abdeckung 2 und des taktilsensiblen Sensorsystems 3 sowie eine Signalverarbeitungseinheit 4 und eine Handprothese 5 als ein anwendungsspezifisches Gerät. Die Oberfläche 1 kann ein deformierbarer Körper sein, der partiell oder vollständig eine Abdeckung 2 angelegt wird.
  • Zwischen der Oberfläche 1 und der Abdeckung 2 befinden sich unterschiedlich positionierte Messfelder mit dem taktilsensiblen Sensorsystem 3. Das Sensorsystem 3 registriert die Oberflächendeformationen infolge von Druckänderungen durch z.B. Muskelkontraktionen und wandelt diese in entsprechende elektrische Signale um. Durch die Abdeckung 2, die das taktilsensiblen Sensorsystem 3 beinhalten kann, werden die Oberflächendeformationen beschränkt, wodurch der Druckaufbau eingeleitet bzw. eine optimale Druckverteilung zwischen der Oberfläche 1 und das Sensorsystem 3 erreicht wird.
    • 1
    Oberfläche (Bsp. Unterarm)
    2
    Abdeckung
    3
    Taktilsensibles Sensorsystem
    4
    Signalverarbeitungseinheit
    5
    Handprothese als beispielhafte Anwendung

Claims (4)

  1. Ein taktiles Messsystem zur Erfassung von Oberflächendeformationen ist dadurch gekennzeichnet, dass ein taktilsensibles Sensorsystem (3), das sich zwischen einer deformierbaren Oberfläche (1) und einer Abdeckung (2) befindet, Deformationen der Oberfläche (1) registrieren kann.
  2. Ein taktiles Messsystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das taktilsensible Sensorsystem (3) aus einem oder mehreren Sensorelementen bestehen kann und ein resistiver und/oder kapazitiver und/oder induktiver und/oder optischer und/oder mechanischer und/oder elektromechanischer und/oder magnetischer und/oder fluidischer und/oder chemischer Sensor sein kann.
  3. Ein taktiles Messsystem nach Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich das Sensorsystem (3) sowohl auf der deformierbaren Oberfläche (1) und/oder zwischen der deformierbaren Oberfläche (1) und der Abdeckung (2) befinden kann und/oder auch Bestandteil der Abdeckung (2) selbst ist.
  4. Ein taktiles Messsystem nach Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (2) an die zu deformierbare Oberfläche (1) angepasst ist, so dass auch mehrere lokal begrenzte Bereiche der deformierbaren Oberfläche (1) über das Sensorsystem (3) örtlich messbar sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011028087A1 (es) * 2009-09-02 2011-03-10 Luis Armando Bravo Castillo Sistema y método de adquisición y procesamiento de señales mioeléctricas para control de una prótesis de brazo
CN103519924A (zh) * 2013-10-22 2014-01-22 深圳先进技术研究院 智能假手系统

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