一种表面肌电信号控制的软体机械手研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a275505
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
相对于传统的刚性机器人,软体机器人具有很多优势。软体机器人能够任意改变自身形状以适应外界结构复杂的环境;软体机器人驱动的稳定性、安全性极佳。肌电信号作为一种重要的人机交互手段,具有广阔的应用前景和研究意义。本文基于软体机器人的驱动原理以及肌电信号的控制方式,提出了一种可由表面肌电信号控制的软体机械手。本文主要做了如下工作:首先,广泛查阅了相关中文和外文文献,对软体机械手、肌电信号在国内外的研究现状进行了深入的调查,并叙述了本课题的研究背景及意义,描述了本文的技术路线及主要研究内容。然后,设计了该软体机械手的三维模型,结合形变时的几何关系与克拉伯龙方程,分析了软体机械手单指的形变特征,建立了软体手输入气压、几何参数与其弯曲变形角度的关系。基于Abaqus软件平台的有限元分析得到了腔体数目、腔体侧截面形状、腔体内气压以及单指节充压对软体机械手单指弯曲性能的影响结果。基于结构设计及有限元分析结果制作了软体机械手模型实物。接着,基于人手势行为动作的从小臂的指伸缩肌等肌肉群的表面肌电信号(sEMG)特征,经信号预处理和活动段检测,提取了表面肌电信号时域特征21个、频域特征3个共24个特征值,经模式识别,采用线性判别分析分类器,确立了基于表面肌电信号的手势识别算法。最后,针对软体机械手抓取与手势复现的功能,搭建了软体机械手控制平台,包括硬件控制平台和软件控制平台。通过控制平台,建立了 10种手势识别与控制模式,实现了表面肌电信号对软体机械手的控制,使软体机械手可实现抓取任务以及复现人的手势行为,其离线识别正确率为96.1%,在线识别正确率为84.6%。得出的结论可为软体机械手的进一步研究和应用奠定了理论和实践基础。
其他文献
构建简单、灵敏的检测新方法一直是分析检测和传感领域研究的热点。信号扩增策略能够提高检测灵敏度,但扩增过程中通常涉及多种工具酶参与,造成成本增加、操作复杂、产生假阳性信号。级联核酸电路不依赖蛋白酶的功能,通过碱基互补配对规则自主启动信号放大反应,在发展高灵敏度的生物传感技术方法中具有潜在的应用。CRISPR/Cas系统全名为常间回文重复序列丛集/常间回文重复序列丛集关联蛋白系统(clustered
目的:基于近红外光谱定量分析牛奶中含氮掺假物质(氯化铵、三聚氰胺、植物水解蛋白),比较未经处理的掺假牛奶和三氯乙酸前处理后的掺假牛奶建立对应的定量分析模型并比较其差别,建立并优化含氮掺假物质牛奶近红外定量分析模型;同时探究基于近红外光谱技术定量分析花生牛奶成分的可行性。方法:配制不同浓度的含氮掺假物质(氯化铵、三聚氰胺、植物水解蛋白)的掺假牛奶,使用三氯乙酸前处理制备清液。优化不同掺假物质的近红外
H型钢是一种断面复杂的经济实用型钢材,在国计民生的众多领域运用越来越广泛。为了获得具备高强度、机械性能均匀以及良好综合性能的H型钢,如今主要通过超快速冷却改善H型钢的组织,提高力学性能。但由于H型钢的断面形状复杂,在线控冷较易产生腰部残留水和腹板、翼缘等不同部分的冷却不均现象,出现内并外扩变形及腹板浪、裂纹等缺陷,乃至无法进入矫直机进行矫正。针对以上问题,本文采用现场实验和ANSYS有限元模拟相结
单一热源热泵系统在严寒地区应用时存在一定的局限性,如空气源低温适应性差、地热源土壤热失衡、太阳能集热器占地面积大等等。为了使热泵系统在严寒地区更稳定、高效、经济的运行,课题组提出了一种能够综合互补利用太阳能、空气能和地热能三种热源的耦合热泵系统。该系统不仅综合了两种及两种以上能源的优势,还能有效弥补单一能源应用方面的局限性问题,通过初步研究发现该系统具有良好的经济性和节能性。其中多热源双级压缩中间
在高温下(100-200℃)运行质子交换膜燃料电池,可以简化燃料电池的水热管理系统、提高Pt电极对CO的耐受性以及加快电极反应速率等优点。作为高温质子交换膜燃料电池(HT-PEMFC)的核心组成部分,高温质子交换膜(HT-PEM)的研究备受关注。磷酸掺杂的聚苯并咪唑(PBI)膜在高于100℃无水条件下仍能具备良好的质子传导能力,被认为是最有潜力的HT-PEM。但是,高的磷酸掺杂量在给膜材料带来高的
榆林城,古称上郡城,始建于春秋战国,盛于明清,历史时期地处陕北农牧交错地带和历代长城沿线,自古就是兵家必争之地,被誉为二水环绕、三山拱翠。从明朝初年设置榆林卫,再到明代中后期因军事形势变化而改建榆林城,前后分别经过三次大规模扩建,即三拓榆阳,榆林城的整体空间结构和布局基本得到确立。清朝时期,地缘结构发生变化,陕北地区由明代北部边疆逐渐内地化,榆林城因而裁卫设府,城池建设只进行了一定的修缮和收缩,最
随着多种新型网络攻击方法层出不穷的涌现,传统的基于已有攻击类型建立检测模型的方法逐渐变得不太适用。深度学习具有强大的复杂函数拟合能力,近些年来,越来越多应用于异常流量检测领域。但同时,目前基于深度学习的异常流量检测方法还存在着一定的问题,如检测性能差、准确率低等。本文以提高异常流量检测的准确率为出发点,设计了基于LSTM(长短期记忆神经网络)的异常流量检测模型,并利用卷积神经网络对模型进行改进。主
气固两相流在化学工业,农业生产,冶金,食品制造,医药,能源开发,环境保护,等多领域普遍存在,因此能够准确测量气固两相流的流动信息在工业生产中具有重要意义。静电传感器是近年来发展出的一种新型结构的传感器,静电传感器利用固相颗粒固有的静电荷与极板发生静电感应,通过测量极板上的感应电荷获取相关的气固两相流体流动信息。在静电传感器的研究中,由于缺乏对带电粒子的数值模拟以及对测速的相关研究,难以对固相颗粒进
组成义务教育的两个相邻的必要阶段——小学和初中的教学是完全断开、分裂各成体系的教学模式,这种模式不符合学生对生物学知识学习的有效积累,割裂了知识间的紧密性、连续性和整体性。本研究以青岛版小学科学和人教版初中生物学的教材为研究内容,以学生和教师为调查对象,采用问卷调查法、文献研究法、比较分析法和数据统计分析法等方法,探寻小学科学与初中生物学的教学有效衔接的策略。首先,通过搜集和查阅相关研究文献,了解
现代网络科学的核心观点认为真实世界复杂网络大体上是无标度的,即网络度数为k的节点分布遵循幂律,以k-α形式衰减,一般2<α<3.2019年,Broido和Clauset在1000个来自于社会、生物、信息等不同领域的数据集上进行了幂律拟合及合理性检验,试验结果极大否定了无标度网络普适性的观点,揭示了真实世界复杂网络结构的多样性.那么,增添新的想法和研究机制、探索新的网络结构以研究真实世界网络规律意义