导读:本文包含了假肢手论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:神经假肢手,感知反馈技术,电刺激
假肢手论文文献综述
郝蔓钊,蓝宁[1]（2019）在《神经假肢手的感知反馈重建技术及应用》一文中研究指出重建假肢手的感知反馈功能是当前神经康复工程的重大挑战之一。从触觉感知的神经基础、重建技术分类及其应用等方面,综述了神经假肢手人机交互技术的进展。功能性电刺激是常用的神经调控技术,可用于刺激大脑皮层、外周神经及皮肤感受器等,达到重建感知功能的目的,并已取得一些重大技术突破和临床应用。基于诱发指感的表面电刺激技术可形成一种非侵入神经接口,结合神经移植再造感知功能,有很好的应用前景。(本文来源于《科技导报》期刊2019年22期）
胡建浩[2]（2019）在《智能假肢手的多模态感知反馈及生机交互训练》一文中研究指出残肢患者手臂的失去,使其同时失去了手部的运动功能和感觉反馈功能。当前国内外假手能在一定程度上帮助残肢患者恢复手部的运动功能,但仍无法有效恢复其感觉反馈功能,包括躯体感觉和触觉。本文研制了一款多通道集成化的电刺激器,为患者提供电触觉反馈。进行了基于电触觉反馈的假手预期抓取力训练研究。最后进行了多模态感觉反馈生机实验。本文首先阐述了课题背景,调查了国内外感觉反馈的研究现状,阐述了各种感觉反馈方式的基本情况,确定了以电刺激反馈为主的技术方案。为了给假手用户提供电触觉反馈,本文首先进行了分时复用预实验,阐述了分时复用的基本原理,并测量了最小刺激脉宽和最小脉宽间隔。并基于分时复用原理研制了一款多通道集成化的电刺激器,电刺激器具备电流检测能力,可实时调节流经人体皮肤表面的电流,保证电刺激感觉的稳定性。为了提高假手用户前馈控制的准确性和稳定性,本文搭建了虚拟假手训练平台,并基于电触觉反馈在虚拟平台上训练受试的预期抓取力。基于电极阵列提出了有效的电触觉反馈策略。经过训练受试可以在一定程度上控制预期抓取力。为了给用户同时提供躯体感觉和触觉的反馈,本文使用振动模块为用户提供假手关节空间位置反馈,使用电刺激器为用户提供抓握力反馈,实验结果表明对于具备振动反馈和电刺激反馈功能的假手,用户能有效进行假手位置控制和力控制,具备实用意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
任见[3]（2019）在《基于自编码神经网络的假肢手抓握力控制系统研究与实现》一文中研究指出近年来,我国肢体残疾人数量增长迅速,而市场上的传统假肢由于成本高、体积大、感官性差等原因不便于在实际生活中使用。随着医学技术和现代工程技术的不断改进创新,假肢的研究越来越受到重视,在现代运动康复医学中占有重要地位。假肢的仿生控制,尤其是如何利用使用者自身的信号,即表面肌电信号(surface Electromyo Graphy,sEMG),灵活有效地控制假肢,一直是假肢技术研究的热点问题之一。虽然关于sEMG信号动作模式分类的研究已经比较成熟,但对于假肢手的功能控制,仅获得运动模式信息是不完备的。就实用性而言,假肢手力的控制是必不可少的。如果能够实现假肢手的稳定抓握,则可以大大提高假肢手的应用价值。为了解决这个问题,本研究提出了一种用生物电信号控制假肢手抓握力的系统,以提高患者使用假肢手的感官性,从而改善其生活质量。本文的主要研究内容如下:(1)定位以适合截肢患者需求的高性价比假肢手为导向,利用MYO臂环采集来自上肢的sEMG信号,六维力传感器采集抓握力信号,寻找建立sEMG与力之间关系的方法,从而达到通过患者自身生理信号控制抓握力的目的。为了实现稳定抓握,该设计中将抓握力从0-40N均分为8个档次。(2)从sEMG信号中提取可表达力大小信息的特征,利用深度学习中的自编码神经网络从无标签的特征集中学习获取可表征数据深层特征的隐层参数并生成新的特征集,以减少特征集的维度,提高计算速度。(3)本实验中选用Softmax回归用于对(2)中生成的有标签的新特征集进行学习生成力档次分类器,再利用BP神经网络模型针对每个力档次生成sEMG-力回归模型,用于不同级别的力预测,提高预测准确率。(4)利用FSR力传感器贴放在假肢手食指的指肚上,来获取假肢手的实际抓握力,并将该值与预测的力值做对比得到误差与误差变化,然后把误差与误差变化作为模糊控制器的输入量,最终得到实际控制量输出用于控制电机的转速和转向,从而达到控制抓握力的目的。为了测试该方案的有效性,15名身体健全的受试者参与了实验。基于15个受试者的实验结果,对8通道sEMG信号提取4种时域特征:平均绝对值(mean absolute value,MAV)、均方根值(root mean square,RMS)、标准差(standard deviation,SD)、波长(waveform length,WL)。经自编码算法将32维特征矩阵降至8维后能得到最高的识别精度,且平均识别率高于95%。另一方面,从标准差的统计结果来看,该处理方式下的标准差变化范围为2.85%到0.53%,从而证明了设计方案的鲁棒性和稳定性。该假肢手控制系统不仅会为上肢截肢患者带来福音,改善他们的生活,使其更好地融入社会,还将推动康复训练事业的发展,更好地解决人类与机械的融合问题,在医疗器械行业掀起一股热潮。(本文来源于《上海师范大学》期刊2019-03-01）
卓雯迪,罗焕新,邓华[4]（2019）在《基于电流信号估计抓握力的假肢手抓握控制》一文中研究指出为避免假肢手需外置力传感器进行抓握力控制的不足,提出了一种通过电流信号估计抓握力的假肢手抓握力控制方法。根据假肢手模型、接触力模型和直流(DC)电机模型建立基于电流信号的假肢手抓握力估计模型,将抓握力估计模型与比例—积分—微分(PID)控制器结合,在无需外置力传感器的情况下对假肢手进行抓握力控制。抓握控制仿真和实验表明:所提出的假肢手抓握力估计方法和控制方法有效。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年02期）
李从波,张翼,邓华[5]（2019）在《基于力敏传感器的假肢手倾斜抓握滑动检测》一文中研究指出为了防止假肢手因受干扰而导致抓握失稳,分析并建立倾斜抓握状态下的假肢手抓握力模型,提出一种基于力敏传感器和短时傅里叶变换的滑动检测方法,对不同干扰下的滑动检测进行了实验研究。结果表明:在不同抓握角度下,运用力敏传感器和短时傅里叶变换,能够实时有效地检测出被抓握物体滑动情况,从而可以进一步实施防滑控制。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2019年02期）
王朋,李传江,井本成,张崇明,张自强[6]（2018）在《基于MYO的肌电假肢手控制中手势在线识别系统》一文中研究指出表面肌电(surface electromyography,s EMG)信号被广泛应用于临床诊断、康复工程和人机交互等领域中.针对目前控制肌电假肢手的电极成本高、电极佩戴困难以及操作灵活性差等问题,设计一种基于MYO的肌电假肢手手势在线识别系统.通过采集人体上肢前臂的表面肌电信号,在时域上分别提取5种特征值,利用反向传播(back propagation,BP)神经网络分类算法实现对8种手势动作意图的在线实时识别.实验结果证明,利用MYO进行手势识别可以获得较好的识别结果,该系统能够准确识别8种手部动作,平均在线识别率达到92%.(本文来源于《上海师范大学学报(自然科学版)》期刊2018年01期）
王传江,王栋,侯鹏亮,袁振,张远来[7]（2018）在《基于四元数互补滤波算法的前臂假肢手部自平衡系统设计》一文中研究指出针对前臂假肢手部如何实现自平衡问题,本文提出采用基于四元数互补滤波的姿态解算算法,通过将加速度计和陀螺仪的数据进行互补融合,有效补偿了因陀螺仪漂移引起的积分误差,从而得到实时、准确的手臂姿态。通过实时手臂姿态来控制舵机转动,可使前臂假肢手部虎口处在运动过程中始终与水平面保持平行。实验表明,该算法实时性好、精准度高,有效地解决了前臂假肢手部的自平衡问题。(本文来源于《机器人技术与应用》期刊2018年01期）
刘欢[8]（2017）在《连续体机构及其在仿人形假肢手中的应用》一文中研究指出多指灵巧手的研究在过去几十年已经取得了极大的进展,展示出了出色的抓取与操作能力。然而假肢的特殊用途对假肢手的设计提出了更高的需求:轻量化、抓取模式多样、高性价比以及控制方法简单等。针对这些挑战,本文主要研究新型连续体机构及其在假肢手设计中的应用。连续体机构采用弹性杆件作为结构体,相比传统刚性杆件机器人具有多项明显的优势,例如可以与环境实现安全交互、在受限空间内实现灵巧操作以及抓取非结构化物体等,因而在最近十余年成为了研究热点。本文首次将连续体机构引入到假肢手研究中,将其作为传动机构以实现对多关节假肢手的耦合或差分驱动,对假肢手设计中的多个难点问题提出了创新的解决方案。本文首先提出了一种合成连续体机构,以实现对仿人假肢手的运动协同驱动。合成连续体机构可将两路运动输入线性组合映射为多路运动输出,输入输出之间具有线性的协同关系。本文分别采用线性降维方法和非线性方法综合了多自由度机械手的主运动协同,建立了线性主运动和合成连续体机构之间的数学关系,提出了该机构的参数设计方法,并设计了一型原理样机用于实验验证。实验表明,使用合成连续体机构的仿人机械手可以实现多种的抓取动作。通过合理的小型化设计,该机构可以应用于仿人假肢手的设计。本文同时提出了连续体差动机构,其中包括一种平面构型及一种空间构型。该机构利用了连续体机构本身的弹性特点,通过结构的弹性变形产生差分输出。本文阐述了连续体差动机构的原理,同时对其力传动特性进行了理论分析和实验验证。应用平面连续体机构,作者设计了一种手腕驱动的半掌假肢手和一种单电机驱动的全掌假肢手,均具有重量轻、抓取模式多样、造价低廉和控制简单等多种优点。标准化的残疾人试验表明,两种假肢手都出色地复现了人手的运动功能。通过本文所阐述的连续体传动机构的原理、特性以及应用范例可以表明,连续体传动机构是一类具有突出优势的传动机构,将会在假肢手领域具有的出色应用前景。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-11-01）
桑元俊[9]（2017）在《前臂假肢手接受腔人机界面的设计与性能评估》一文中研究指出上肢截肢患者比例小但总体数量可观且仍在不断增加,运动功能的重建和康复协助是他们所迫切需要的。前臂截肢指的是部分前臂组织的横断切除,是上肢截肢水平中的其中一种类型。前臂残肢与假肢手通过前臂假肢界面或者接受腔直接接触,前臂假肢界面即形成假肢手的“人(前臂残肢)机(假肢手)界面”。在前臂假肢界面的设计中,力学承载相关的舒适性及安全性要求与运动传递相关的功能性要求之间形成相互制约的一对矛盾。为了解决这一矛盾问题,本文基于前臂组织解剖学、生理学特性及假肢操控习惯,从工程学角度出发,以设计一款满足安全性、舒适性,同时满足高效的力与运动传递的功能性的框架式前臂假肢界面为目的,提出相应的假肢界面的生物力学设计方法和设计理论。本文的具体研究内容及研究结论如下:第一,前臂假肢界面软组织的大变形非线性粘弹性生物力学模型可以采用包含3项松弛函数迭加组成的自适应QLV(Quasi-Linear Viscoelastic)模型来描述,然后基于该模型理论计算安全性设计指标。该模型对前臂软组织增量斜坡保持、大应变斜坡保持,以及大应变正弦循环等叁种加载工况的试验结果都能较好的预测,并得到了加载应变率对该自适应QLV模型的影响规律。根据自适应QLV模型及骨骼肌应变-时间细胞损伤阈值理论计算得到前臂软组织的安全性设计指标,即最大挤压应力、最大挤压工程应变分别为186.7 kPa、0.411。第二,提出假肢界面“分区域承载控制底层残肢骨骼”设计理念的框架式假肢界面的方案思路,对正常人体前臂压痛痛阈的区域性差异及分区承载进行研究。前臂的压痛痛阈区域性差异可以采用应力痛阈值(PPT)和形变痛阈值(DPT)两个压痛阈值指标衡量,受试者左右前臂平均PPT等高图及平均DPT等高图可以作为前臂假肢界面的舒适性及运动传递功能性的设计参考基础。根据建立的承载区域选择依据及已建立的前臂PPT等高图,选择了中残肢情形4块承载区域的方案,以及长残肢情形6块承载区域的2种方案。第叁,提出承载区域通过压块单元挤压、放松状态切换来实现传递功能性及舒适性/安全性,建立了假肢界面承载区域挤压单元的行程设计方法,并建立了负刚度特性的压块单元挤压理论及相应的结构设计方法。中残肢情形假肢界面的压块行程设定为H*(0.106,0.159),长残肢情形假肢界面的压块行程设定为H*(0.0724,0.1084),H为承载区域软组织的厚度。具有负刚度特性的压块能耗要低于具有正刚度特性的压块能耗,负刚度的取值范围理论分析为(-7.1 N/mm,0);片簧的理论刚度系数为-2.9688N/mm,单个压块采用4个片簧和6个螺旋弹簧组成,压块试验刚度为-7 N/mm。基于这些理论,设计了中、长残肢情形时假肢界面的3D模型。第四,提出假肢界面“分时控制承载区域腔体单元状态”的设计理念,对前臂假肢界面不同动作模式下的各腔体状态进行生物力学分析,并设计相应的硬件、软件控制系统。前臂中残肢情形时界面4个腔体单元建议采用同时全部压紧、全部放松模式来提升负重功能、舒适性及简化控制系统。前臂长残肢情形时界面承载方案A在平举拇指向外模式时具有最多的腔体放松数量,方案B在平举拇指向前模式时具有最多的腔体放松数量,在承受较大载荷时候,方案A要优于方案B。假肢界面不同模式下腔体单元的分时控制通过相应的控制系统实现,采用显式互补滤波算法对加速度计和陀螺仪数据融合来提高姿态倾角精度,并设计了相应的上层软件界面。第五,对中残肢假肢界面4块承载区域方案,以及长残肢假肢界面6块承载区域方案A、B分别进行了实物设计与性能评价。中残肢假肢界面方案从功能性、舒适性上均比固定框架式假肢界面得到较大改善,长残肢假肢界面方案A性能要优于方案B的性能,建议受试者长残肢情形时采用方案A,即前臂近端为4块承载分区,前臂远端选择前侧、后侧2块承载区域。本文建立了软组织大变形非线性粘弹性的自适应QLV生物力学模型,提出假肢界面“分区域承载控制底层残肢骨骼”及“分时控制承载区域腔体单元状态”设计理念的框架式假肢界面的方案思路,建立了平均PPT等高图及平均DPT等高图及承载区域选择依据,建立了假肢界面承载区域挤压单元的行程设计理论,并建立了负刚度特性的压块单元挤压理论及相应的结构设计方法。在此基础上,设计了前臂中残肢、长残肢情形的假肢界面原型,并根据动作模式的生物力学研究设计了相应的软硬件控制系统,实现了假肢界面的安全性、舒适性、及高效运动传递的功能性准则要求,一定程度解决了前臂假肢界面力学承载相关的矛盾问题。(本文来源于《上海交通大学》期刊2017-11-01）
程璐璐,李传江,王朋,王佳乐,张崇明[10]（2017）在《基于MYO和Android的肌电假肢手控制系统设计与实现》一文中研究指出针对目前假肢手控制系统成本高、操作不灵活、实用性差等问题,设计了一种基于MYO和Android的肌电假肢手控制系统;在Android平台上,开发了一款智能终端应用,实现了对MYO臂环采集的表面肌电信号进行数据处理和模式识别,并实时控制假肢手完成5种模式;实验结果表明,系统的在线识别率可达98.2%,并可在300ms左右完成一次识别过程,满足了假肢手控制的精度和实时性要求;该系统设计成本低廉、方便携带且易于扩展,很好地满足了截肢患者对假肢手控制的需求。(本文来源于《计算机测量与控制》期刊2017年09期）
假肢手论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
残肢患者手臂的失去,使其同时失去了手部的运动功能和感觉反馈功能。当前国内外假手能在一定程度上帮助残肢患者恢复手部的运动功能,但仍无法有效恢复其感觉反馈功能,包括躯体感觉和触觉。本文研制了一款多通道集成化的电刺激器,为患者提供电触觉反馈。进行了基于电触觉反馈的假手预期抓取力训练研究。最后进行了多模态感觉反馈生机实验。本文首先阐述了课题背景,调查了国内外感觉反馈的研究现状,阐述了各种感觉反馈方式的基本情况,确定了以电刺激反馈为主的技术方案。为了给假手用户提供电触觉反馈,本文首先进行了分时复用预实验,阐述了分时复用的基本原理,并测量了最小刺激脉宽和最小脉宽间隔。并基于分时复用原理研制了一款多通道集成化的电刺激器,电刺激器具备电流检测能力,可实时调节流经人体皮肤表面的电流,保证电刺激感觉的稳定性。为了提高假手用户前馈控制的准确性和稳定性,本文搭建了虚拟假手训练平台,并基于电触觉反馈在虚拟平台上训练受试的预期抓取力。基于电极阵列提出了有效的电触觉反馈策略。经过训练受试可以在一定程度上控制预期抓取力。为了给用户同时提供躯体感觉和触觉的反馈,本文使用振动模块为用户提供假手关节空间位置反馈,使用电刺激器为用户提供抓握力反馈,实验结果表明对于具备振动反馈和电刺激反馈功能的假手,用户能有效进行假手位置控制和力控制,具备实用意义。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
假肢手论文参考文献
[1].郝蔓钊,蓝宁.神经假肢手的感知反馈重建技术及应用[J].科技导报.2019
[2].胡建浩.智能假肢手的多模态感知反馈及生机交互训练[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].任见.基于自编码神经网络的假肢手抓握力控制系统研究与实现[D].上海师范大学.2019
[4].卓雯迪,罗焕新,邓华.基于电流信号估计抓握力的假肢手抓握控制[J].传感器与微系统.2019
[5].李从波,张翼,邓华.基于力敏传感器的假肢手倾斜抓握滑动检测[J].传感器与微系统.2019
[6].王朋,李传江,井本成,张崇明,张自强.基于MYO的肌电假肢手控制中手势在线识别系统[J].上海师范大学学报(自然科学版).2018
[7].王传江,王栋,侯鹏亮,袁振,张远来.基于四元数互补滤波算法的前臂假肢手部自平衡系统设计[J].机器人技术与应用.2018
[8].刘欢.连续体机构及其在仿人形假肢手中的应用[D].上海交通大学.2017
[9].桑元俊.前臂假肢手接受腔人机界面的设计与性能评估[D].上海交通大学.2017
[10].程璐璐,李传江,王朋,王佳乐,张崇明.基于MYO和Android的肌电假肢手控制系统设计与实现[J].计算机测量与控制.2017