【摘 要】
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在我国残疾患者当中约有30%的肢体残疾患者,手臂肢体的缺失给残疾患者带来了诸多不便与烦恼。因此,智能假肢手一直是人们研究的热点。目前,已发展出多款较为成熟的刚性商业假肢手,其能做到良好的仿生以及精准的控制,但它们普遍质量较重、柔顺性差,更重要的是售价昂贵,并不能够得到广泛的应用。然而软体机器人具有着柔顺性好、控制简单、造价便宜等优点,所以本文根据气动软体机器人的工作原理并结合目前一些软体抓手的缺点
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在我国残疾患者当中约有30%的肢体残疾患者,手臂肢体的缺失给残疾患者带来了诸多不便与烦恼。因此,智能假肢手一直是人们研究的热点。目前,已发展出多款较为成熟的刚性商业假肢手,其能做到良好的仿生以及精准的控制,但它们普遍质量较重、柔顺性差,更重要的是售价昂贵,并不能够得到广泛的应用。然而软体机器人具有着柔顺性好、控制简单、造价便宜等优点,所以本文根据气动软体机器人的工作原理并结合目前一些软体抓手的缺点设计了一种吸气式的软体仿生手,主要研究内容如下:（1）设计了一种质量仅有211 g并完全通过吸气来驱动的软体仿生手,通过3D打印技术制作模具,再使用硅胶浇筑的方式来完成手指的制作。同时,为仿生手设计了相应的气驱控制系统;（2）通过ABAQUS仿真实验改进了手指的结构尺寸,使得手指指尖的最大弯曲角度从160°增加到了180°;完成了手指的性能测试以及仿生手的抓取实验,验证了本文仿生手的抓取性能;（3）对手臂肌电信号进行了采集和处理,设计了使用肌电信号12维时域特征矩阵的BP分类器,探究了其识别率的影响因素从而得到了一个识别率超过94%的BP分类器模型。通过集成测试发现仿生手能够做到1 s的快速响应和200 ms的响应延迟,证明了本文的软体仿生手作为肌电假肢手的可行性。综上,本文的软体仿生手完全通过吸气来驱动,其具有较好的抓取性能和响应性能,为肌电假肢手提供了一种软体且可行的解决方案。
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