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智能动态控制肌电仿生假手关键技术及应用

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登记号:G20200424

所属行业:卫生和社会工作

学科分类:仿生学;

关键词: 语音/肌电信号混合控制 仿生假手 微弱肌电信号 智能动态控制 肌电信号抗电磁干扰

绿色分类:其它;

  • 基本信息
成果名称: 智能动态控制肌电仿生假手关键技术及应用
成果登记号: G20200424 学科分类: 仿生学;
绿色分类: 其它; 项目关键词: 语音/肌电信号混合控制  仿生假手  微弱肌电信号  智能动态控制  肌电信号抗电磁干扰
推荐单位:

上海理工大学

成果所处阶段: 成熟应用阶段
合作方式: 合资合作,面洽, 成果所属行业: 卫生和社会工作
国家/地区: 中国 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

我国有大量上肢截肢患者需要假手进行康复,对高性能假手有迫切需求。原有的国产肌电假手存在可控性及仿生性差等缺点,而国外进口的假手产品价格昂贵。本项目攻克了多项国内外仿生假手关键技术,开发了系列产品,显著提升了我国假手产品的技术水平(技术领域:康复工程)。主要创新点包括:(1)首次实现了国产肌电假手动作速度与力度基于患者“意愿”的顺滑可调(发明专利201110390872.X,201010196646.3等)。研发了创新的智能动态比例控制技术,使假手系统可基于肌电信号变化产生动态驱动信号,并结合自动增益与高频脉冲驱动技术,提高了控制的顺滑性,首次实现了肌电假手握紧力及开合时间的无级顺滑可调,大大提高了假手的仿生性,解决了患者无法抓取易碎物品或软性物品的问题。(2)提出并研发了一种新型的动态阈值控制算法,解决了假手对极微弱肌电信号的检测与抗电磁干扰问题(发明专利201010196646.3及论文“中国生物医学工程学报2013,32:471”等)。动态阈值控制算法配合高输入阻抗前置放大器新型软件算法技术,使低至10μv的极微弱肌电信号的截肢者也可轻松自然地使用肌电假手,同时,通过设计新型抗干扰电极与新型数字滤波等技术,在国内最先解决了肌电假手中微弱肌电信号在大增益条件下的电磁干扰问题。(3)提出并研发了一种基于多模式触发转换与协同工作的肌电/语音混合控制技术(发明专利201010608946.8等)。基于肌电/语音混合控制技术的多自由度仿生假手的应用,解决了许多患者临时或长期无法使用肌电控制的难题,并通过应用抗噪声干扰的高性能语音信号处理技术,实现了假手语音控制的高准确率。(4)研发了一种创新的紧凑型可屈曲仿生假手腕关节(发明专利201110120504.3,201010256563.9)。通过创新的三级微型行星轮传动机构及封闭式设计,使仿生曲腕关节具有和人体解剖功能相似的体积和质量,成功解决了传统仿生曲腕关节体积大、故障率高的弊端,成为国际上第一个微型闭式传动结构的仿曲腕关节产品。。(5)基于肌电动态控制技术研发了国内首个动态控制多指关节联动智能仿生假手(发明专利201010196646.3及论文“中国生物医学工程学报2013,32:471”等)。通过微机电系统设计,在国内最先研发了全指关节联动肌电仿生假手技术,并把智能动态比例控制技术用于该产品,大大增强了肌电假手的仿生控制性。上海理工大学与我国最大的假肢生产企业丹阳假肢厂有限公司进行了多年的联合技术攻关,开发了系列仿生假手产品,极大地推进了我国相关领域的技术,使我国的高性能仿生假手成功实现了产品结构转型升级。最近3年累计创造直接产值4000多万元(占国内肌电假手约60%的市场),装配服务产值超过1.5亿元,并出口海外,潜在患者用户数以百万计。项目参与单位丹阳假肢厂有限公司也因此成为我国仿生假手制造业的引领单位。

姓名: 喻洪流 性别:
出生日期: 2020-08-27 08:00:00.0 职务:
国籍(地区): 中国 联系地址: 上海市杨浦区军工路516号
电子邮件: kjczlcg@126.com
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