一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法技术

一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法，包括以下步骤：1)设定假肢手在接触物体前，以一定速度抓取软硬程度不同的物体；2)假肢手手指与物体接触时，通过安装于指节的力传感器测量接触力；3)在手指接触物体的短时间内，对实际接触力F进行微分得到接触力梯度；4)对接触力和接触力梯度进行归一化、模糊化、模糊推理以及解模糊化，得到模糊估计值，其中设计了特定的模糊规则库；7)将模糊估计值进行坐标反变换得到期望抓握力；8)取假肢手接触物体之后一小段时间内(50-300ms)计算的最大的期望抓握力作为假肢手抓取物体时初始参考力。本发明专利技术对假肢手抓取软硬程度不同物体，初始参考力估计区分明显，估计效果良好。

【技术实现步骤摘要】
一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法
本专利技术涉及一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法。
技术介绍
人类与动物的本质区别在于人不仅会使用工具，还能创造工具、改造世界，这很大程度上得益于他们那一双具有灵活操纵功能的多指手。对于肢体残疾人，手的丧失不仅使其身心遭受打击，同时也给生活带来不便。因此，假肢手的研究对于改善上肢残疾人的生活具有非常重要的意义。在日常生活中，人手的操纵环境往往是动态非良好的，操纵对象复杂多样，这就要求假肢手比普通机械手适应性和灵活性更好，功能更加强大。假肢手要像人手那样实现灵活抓取和操纵，其控制系统的设计与控制策略的研究显得尤为重要。人手在抓握物体时，首先通过眼睛看到被抓握物体，根据经验估计抓握力的大小，然后通过神经系统控制人手驱动器一骨骼肌，实现变刚度抓握软硬不同的物体。由于假肢手完成设计后，结构、刚度是确定的，且人的大脑意图目前还不能完全解码，使得假肢手不能像人手一样实现变刚度抓握不同软硬的物体。目前对于假肢手控制系统的设计，主要是通过采集残疾人残肢上的肌电信号(EMG)对其进行特征提取，从而对不同动作进行模式识别，以控制假肢手完成各种动作。对于假肢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法，其特征在于：所述抓握物体初始参考力模糊估计方法包括以下步骤： 设定假肢手手指以一定速度抓取软硬程度不同的物体； 通过安装于手指指节的压力传感器测量假肢手手指与被抓物体的实际接触力F； 对实际抓握接触力F进行微分得到接触力梯度dF； 对接触力F和接触力梯度dF进行归一化得到f和df，使其论域均为[‑1，1]； 接触力f与接触力梯度df分别乘以量化因子k1、k2，得到模糊系统的输入Ef与Rf； 将Ef与Rf进行模糊化，模糊推理以及解模糊化，得到模糊估计值uf； 将模糊估计值uf进行坐标变换使其值域为[0，1]，并乘以比例系数k3，得到期望抓握力fd； 取假...

【技术特征摘要】
1.一种假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法，其特征在于：所述抓握物体初始参考力模糊估计方法包括以下步骤：设定假肢手手指以一定速度抓握软硬程度不同的物体；通过安装于手指指节的压力传感器测量假肢手手指与被抓物体的实际接触力F；对实际抓握接触力F进行微分得到接触力梯度dF：对接触力F和接触力梯度dF进行归一化得到f和df，使其论域均为[-1，1]：接触力f与接触力梯度df分别乘以量化因子k1、k2，得到模糊系统的输入Ef与Rf：将Ef与Rf进行模糊化，模糊推理以及解模糊化，得到模糊估计值uf；将模糊估计值uf进行坐标变换使其值域为[0，1]，并乘以比例系数k3，得到期望抓握力fd：取假肢手接触物体之后300ms内计算的最大的期望抓握力fd作为假肢手抓握物体时初始参考力。2.如权利要求1所述的假肢手抓握物体初始参考力模糊估计方法，其特征在于：所述的初始参考力模糊估计方法的参数制定具体过程如下：第一步：需针对假肢手手指抓握不同刚度物体进行多次实验，通过安装于手指上的压力传感器测量得到抓握接触力，并对实际抓握接触力取微分得到力梯度：dF＝(Fk-Fk-1)/T(1)所述的实际抓握接触力是指假肢手手指物体接触的指节所测得的抓握接触力，上式中，k是大于0的自然...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓华，张翼，段小刚，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43