[發明專利]智能假手系統

有效

• 申請號: 201310498775.1
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN103519924A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 方鵬;匡星;田嵐;李光林
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: A61F2/56
• 分類號: A61F2/56;A61F2/72
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 沈祖鋒;郝明琴

【技術領域】

本發明涉及康復醫療器械領域，尤其涉及一種智能假手系統。

【背景技術】

長期以來，疾病、工傷、自然災害、交通事故等各種意外傷害等造成了成千上萬人的肢體殘疾，為這些肢體殘疾人士安裝假肢是恢復其肢體功能的主要手段。因此，研究和開發假肢及假肢控制系統無論對幫助肢體殘疾人士自理、提高其生活品質和增加就業機會還是降低國家、社會的投入成本、促進社會和諧均有極大意義。

假肢控制技術在幾十年的發展過程中得到了較大進步，假肢的實用性也得到了一定提高。但人們對假肢的研究還主要集中在探索合適的假肢控制信息源、實現假肢的靈活控制這方面，而在假肢的智能化提升等方面的進展并不多，也就是說目前實用化的商業假肢并不具備一定的感知和反饋功能。以假手為例，目前絕大多數人工假手并不能感知外界刺激并自動做出反應，而必須以截肢者本人的視覺作為反饋、通過視覺來判斷假手執行任務的狀態，而不能像真實的人手那樣在沒有視覺反饋的情況下進行正常作業，從而容易引起“過抓緊”而破壞易碎易形變物體，或引起“欠抓緊”導致物體從手中滑落，其可靠性和安全性有待進一步提高。

現有技術中的假手觸覺傳感以及滑覺傳感技術主要是壓阻式和壓電式觸滑覺傳感技術。壓阻式觸滑覺傳感器的體積較大，信號采集電路復雜，不易集成，并且壓敏電阻漏電流不穩定，且易老化；壓電式觸滑覺傳感技術常用的壓電材料為PVDF壓電材料，其靈敏度較低，同時該材料的制備工藝復雜、成本高昂，且基本上依靠進口。

【發明內容】

本發明旨在解決上述現有技術中存在的問題，提出一種智能假手系統。

所述智能假手系統包括假手本體、驅動電機、壓電駐極體、控制終端以及信號交互模塊。其中，所述假手本體包括若干由所述驅動電機控制的手指指節，所述壓電駐極體設于所述手指指節表面；所述信號交互模塊與佩戴所述智能假手系統的殘肢相連接，所述信號交互模塊獲取包含抓取動作信息的第一肌電信號，所述控制終端根據所述第一肌電信號控制所述驅動電機在第一方向上轉動，從而控制所述假手本體抓取；所述壓電駐極體采集觸覺信號，所述控制終端根據所述觸覺信號屏蔽所述第一肌電信號，所述信號交互模塊根據所述觸覺信號向所述殘肢反饋刺激；所述壓電駐極體同時采集滑覺信號，所述控制終端獲取所述滑覺信號的方差值，當所述方差值大于預設閾值時，所述控制終端控制所述假手本體繼續抓取，直至所述方差值小于所述預設閾值，所述信號交互模塊根據所述滑覺信號向所述殘肢反饋刺激，所述控制終端終止屏蔽肌電信號。信號交互模塊還獲取第二肌電信號，控制終端根據第二肌電信號控制假手本體張開，同時信號交互模塊向殘肢反饋刺激告知系統使用者假手張開的狀態。信號交互模塊還獲取第三肌電信號，控制終端根據第三肌電信號控制假手本體進一步抓緊，同時信號交互模塊向殘肢反饋刺激告知系統使用者假手進一步抓緊的狀態。

本發明提出的智能假手系統可以克服傳統假手無法感受物體相對于假手的運動狀態或運動趨勢、不能控制并調節抓握力度的缺點，利用集成于假手指節內的壓電駐極體，檢測并識別“接觸”和“滑動”兩種信號，通過控制終端自適應地調節抓握力度，從而提高用戶使用假手的可靠性和安全性。同時，本發明中采用的壓電駐極體具有輕、薄、軟的優點，其靈敏度可達600pC/N；此外，壓電駐極體構成材料來源廣泛、成本低廉，易于推廣。

【附圖說明】

圖1為本發明一實施例的智能假手系統結構圖。

圖2為本發明一實施例的智能假手系統抓取動作原理流程圖。

圖3為本發明一實施例的智能假手系統松開動作原理流程圖。

【具體實施方式】

下面結合具體實施例及附圖對本發明作進一步詳細說明。下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明的技術方案，而不應當理解為對本發明的限制。

在本發明的描述中，術語“內”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明而不是要求本發明必須以特定的方位構造和操作，因此不應當理解為對本發明的限制。

本發明提供一種智能假手系統，所述智能假手系統包括本體、驅動電機、壓電駐極體、控制終端以及信號交互模塊。