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申请/专利权人：东南大学
摘要：本发明公开了基于肌电信号和变刚度控制的虚拟假手柔顺直观控制方法，步骤：采集人手手指关节弯曲信号和人体前臂表面肌电信号并进行预处理；建立抓握过程中人体前臂表面肌电信号与人手手指关节弯曲的参考角度的关系以及人体前臂表面肌电信号与肌肉收缩过程中参考刚度的关系；采用基于仿人变刚度的阻抗控制模型对抓握过程中的手指关节弯曲角度进行估计；搭建虚拟假手交互系统，根据估计的手指关节弯曲角度对虚拟环境中的虚拟假手进行抓握虚拟物体的控制，并将虚拟假手的受力情况反馈给人手。本发明在保持假手角度控制准确性的基础上具有较好的柔顺性，同时提高了虚拟假手控制的沉浸感，提升了交互的直观性。
主权项：1.基于肌电信号和变刚度控制的虚拟假手柔顺直观控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1通过信号采集装置对抓握运动过程中的人手手指关节弯曲信号和人体前臂表面肌电信号进行采集，并分别对采集的人手手指关节弯曲信号和人体前臂表面肌电信号进行预处理，得到预处理后的人手手指关节弯曲角度和人体前臂表面肌电信号；2针对不同个体，建立抓握过程中人体前臂表面肌电信号与人手手指关节弯曲的参考角度之间的关系以及人体前臂表面肌电信号与肌肉收缩过程中参考刚度之间的关系；3采用阻抗控制模型对抓握过程中的手指关节弯曲角度进行估计；4搭建虚拟假手交互系统，根据估计的手指关节弯曲角度对虚拟环境中的虚拟假手进行抓握虚拟物体的控制，并将虚拟假手的受力情况反馈给人手；在步骤3中，所述阻抗控制模型如下： 上式中，aτ为扭矩增益，aτδ为扭矩，τE为外部力矩，I为惯性系数，c为阻尼系数，K为刚度系数，qs为抓握过程中手指关节弯曲角度，q0为抓握物体的位置；所述阻抗控制模型通过忽略惯性和外部力矩的影响，得到如下离散迭代公式用于估计手指关节弯曲角度： 上式中，qsk+1和qsk分别为当前时刻的手指关节弯曲角度和上一时刻手指关节弯曲角度，T为两次迭代之间的时间间隔；所述刚度系数K和阻尼系数c通过下式进行调节：K＝Kmax-KminKs+Kmin 上式中，Kmax和Kmin为手的最大刚度和最小刚度。
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百度查询： 东南大学 基于肌电信号和变刚度控制的虚拟假手柔顺直观控制方法
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