面向仿生机械手的可穿戴便携式实时控制动作识别系统技术方案

面向仿生机械手的可穿戴便携式实时控制动作识别系统，涉及一种仿生机械手实时控制技术，为了解决现有的机械手成本高、功能单一、实时性差以及采集与识别的精度偏低的问题。本发明专利技术通过分析表面肌电信号的产生机理和特点，确定了待识别动作、采集的肌肉区域和电极的数量及摆放位置。使用实验室自主研发采集装置采集了4通道前臂表面肌电信号，并进行去干扰处理后，进行数据分窗，特征值提取，手势分类，最终实现对仿生机械手的控制。有益效果为使用容易方便、成本低廉，功能丰富，实时性好，采集与识别精度高。

【技术实现步骤摘要】
面向仿生机械手的可穿戴便携式实时控制动作识别系统
本专利技术涉及一种仿生机械手实时控制技术。
技术介绍
手部的灵巧、协调动作在人们的日常生活和人际交往上起着非常重要的作用；但是，由于自然灾害、事故、先天性或后天性疾病等，造成了一部分人肢体不同程度的残疾；国家卫生计委数据显示，目前我国肢体残疾人数比例占总残疾人数30％左右，并且人数还在持续攀升，为社会和家庭带来巨大负担，同时因为肢体残疾也对其心里造成不同程度的伤害；假肢是能让肢体残疾的人正常进行日常生活的其中一个重要手段，而对于手部截肢的患者，使机械手能按照自身意图受控制，满足日常生活基本抓握和人际交往手势需求，可以从很大程度上改善患者的生活质量。目前常见的商业机械手主要分为装饰机械手、索控机械手和肌电机械手；装饰机械手只从外观上帮助患者恢复自然外表和身体平衡，不能实现人手动作功能；索控机械手主要由患者通过残肢拉动绳索控制机械手，不符合正常人体神经控制通路；肌电机械手是由人体肌肉自主收缩时产生的电信号进行控制机械手，具有多种可控模式，能够实现人手基本手势，更接近人手。而表面肌电信号sEM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.面向仿生机械手的可穿戴便携式实时控制动作识别系统，该识别系统用于采集实验人员前臂表面的肌电信号，并将实验人员前臂表面肌电信号的有效特征提取出来，最终实现对仿生机械手(5)的控制；/n所述仿生机械手(5)包括舵机(5-1)和手指联动装置(5-2)；舵机(5-1)用于输入动作信号，并根据该动作信号控制手指联动装置(5-2)做出动作；/n其特征在于，该识别系统包括USR-C322芯片(1)、处理模块(2)、采集电极(3)和电源模块(6)；/n所述USR-C322芯片(1)包括单片机(1-1)、WIFI模块(1-2)、模数转换器(1-3)、和PGA放大器(1-4)，并在USR-C322芯片(1)的...

【技术特征摘要】
1.面向仿生机械手的可穿戴便携式实时控制动作识别系统，该识别系统用于采集实验人员前臂表面的肌电信号，并将实验人员前臂表面肌电信号的有效特征提取出来，最终实现对仿生机械手(5)的控制；
所述仿生机械手(5)包括舵机(5-1)和手指联动装置(5-2)；舵机(5-1)用于输入动作信号，并根据该动作信号控制手指联动装置(5-2)做出动作；
其特征在于，该识别系统包括USR-C322芯片(1)、处理模块(2)、采集电极(3)和电源模块(6)；
所述USR-C322芯片(1)包括单片机(1-1)、WIFI模块(1-2)、模数转换器(1-3)、和PGA放大器(1-4)，并在USR-C322芯片(1)的边缘处设有JTAG端口(1-5)；
电源模块(6)用于为单片机(1-1)供电；
采集电极(3)设置在实验人员前臂上，用于采集实验人员前臂表面的肌电信号；
JTAG端口(1-5)用于连接采集电极(3)与PGA放大器(1-4)；
PGA放大器(1-4)用于放大采集电极(3)采集的肌电信号；
模数转换器(1-3)用于转换放大的肌电信号，转换后的放大肌电信号通过单片机(1-1)的控制，并经过WIFI模块(1-2)无线传输至处理模块(2)；
所述处理模块(2)包括数据分窗模块(2-1)、预处理模块(2-2)、特征提取模块(2-3)、分类器(2-4)和动作标签模块(2-5)；
数据分窗模块(2-1)用于将WIFI模块(1-2)传输来的转换后的放大肌电信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹天傲，刘丹，王启松，孙金玮，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23