为了帮助上肢残疾者稳定抓取日常物品,提出了一种基于力敏电阻(FSR)的假肢手抓握力控制方法。单自由度-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱FSR采集假肢手抓取力,并根据抓握力及其梯度,建立了假肢手抓握力模糊估计模型。然后将模糊控制器应用于假肢手抓握力控制,并采用试凑法得到模糊控制参数的值。假肢手抓握实验表明:所提出的基于FSR假肢手期望抓握力的估计和抓握力控制的方法是有效的。 假肢手抓握力控制控制进行对比实验，验证该控制方法的有效性。1假肢手控制策略人能够很好地控制自己的手抓握不同的物体，具有很好的适应性。因此，提出一种仿人控制策略来实现假肢手的抓握力控制。人手在抓握物体时，首先通过眼睛看到被抓握物体，根据经验估计一个合适的抓握力，然后通过神经系统控制人手驱动器—骨骼肌实现不同物体的抓握，其基本原理如图1所示。图1人手抓握的控制示意图采用期望力模糊估计来实现假肢手抓握不同物体的功能。基于人手抓握的控制原理，提出了假肢手抓握力控制策略，如图2所示，其中f为假肢手的抓握力，fd为期望的抓握力。根据FSＲ信号估计期望抓握力，以模糊控制模拟人的神经控制。图2假肢手抓握力控制示意图假肢手的数学模型设计控制器时本文由张家港倒角机网站采集网络资源整理! http://www.daojiaoji.cc ，需要考虑假肢手的动态响应特征。本文考虑单自由度假肢手的情况，其动态模型如下H(q)¨q+C(q，q)=rτ+JTFext(1)式中q为关节的角位移，H(q)为惯性矩阵，C(q，q)为重力、摩擦力等引起的关节转矩，τ为驱动力矩，J为雅克比矩阵;Fext为被抓物体对假肢手的反作用力，它可以采用如下的模型表示Fext=Kx+Bx－M¨xx=L(q)，x=Jq，¨x=Jq+J¨q(2)式中x，x，¨x为假肢手与物体接触点的位置、速度和加速度，K，B与M分别为被抓物体的刚度、阻尼与粘性系数。将式(2)代入式(1)得到［H(q)－MJ］¨q+c(q，q)－KL(q)－BJq+MJq=τ(3)建模的过程中可知，假肢手与被抓物体接触点不同时，会引起L(q)与J变化，模型(3)的参数发生变化;被抓握物体变化时模糊控制器的隶属度函数实验将上述主模式控制方法应用于单自由度假肢手，采样频率为500Hz，FSＲ贴在(硅胶手套表面)假手拇指指尖，如图8。采用DSP芯片TMS320F28335作为处理核心，实验中对比了PID控制算法和模糊控制算法。采用试凑法得到各组参数，如表2所示。表2控制器参数值参数名KpKiKdKeKdK0K1参数值2．50．310．0050．50．20．0010．2实验采用如下几个步骤:1)在自由运动空间，以一定恒定电压驱动(u=1．5V)手指运动;2)在约束空间(手指接触物体)，采用u0=1V的初始电压，采集接触到物体后100ms的FSＲ信号，计算该物体的力和力的导数，并通过抓握力模糊估计模型估计期望的抓握力;3)抓握力控制器控制假肢手实现稳定抓握。实验中分别抓握硬瓶子、塑料瓶及纸杯子，先使用模糊估计期望抓握力，再分别采用模糊控制器和传统PID进行控制，其控制效果如图9、单自由度-数控滚圆机滚弧机价格低电动滚圆机滚弧机多少钱本文由张家港倒角机网站采集网络资源整理! http://www.daojiaoji.cc
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