仿人型假手及其生机交互控制

第1章 绪论
1.1 仿人型假手的发展历程
1.2 仿人型假手的代表性成果
1.3 仿人型假手的驱动
1.4 仿人型假手的感知
1.5 仿人型假手的生机交互
1.5.1 神经控制
1.5.2 感知反馈
1.5.3 小结
知识拓展
本章小结
参考文献
第2章 人手解剖学及其功能
2.1 人手的运动功能
2.1.1 人手骨骼的结构
2.1.2 人手运动的特点
2.1.3 人手的自由度
2.1.4 人手骨关节功能解剖学
2.2 人手功能性肌肉分布
2.2.1 拇指功能性肌肉
2.2.2 其余4指功能性肌肉
2.2.3 前臂功能性肌肉
2.3 人手的感知功能
2.4 人手的神经控制及感知反馈回路
2.4.1 肌肉的神经支配
2.4.2 人手皮肤感觉神经分布
2.4.3 人手感知反馈回路
2.5 人手的基本抓取及运动模式
知识拓展
本章小结
参考文献
第3章 仿人型假手的驱动和机构
3.1 欠驱动和耦合驱动
3.2 HITAPHⅢ的欠驱动机构
3.2.1 假手的总体结构
3.2.2 假手4指机构设计
3.2.3 拇指机构设计
3.2.4 欠驱动假手的运动学分析
3.3 HITAPH Ⅳ的耦合驱动机构
3.3.1 假手的总体结构
3.3.2 假手4指机构设计
3.3.3 拇指机构设计
3.3.4 耦合假手的静力学及动力学分析
3.4 拟人性及外观设计
知识拓展
本章小结
参考文献
第4章 仿人型假手的电气系统
4.1 驱动单元的模块化
4.2 感知系统的集成化
4.2.1 位置感知器
4.2.2 力矩感知器
4.2.3 触觉感知器
4.3 控制系统的层次化
4.3.1 运动控制单元
4.3.2 人机交互控制单元
知识拓展
本章小结
参考文献
第5章 仿人型假手的运动控制
5.1 手指关节位置控制
5.1.1 非线性跟踪微分器
5.1.2 扩张状态观测器
5.1.3 非线性PID控制器
5.1.4 自抗扰控制器
5.2 手指阻抗控制
5.2.1 阻抗控制结构
5.2.2 基于位置的阻抗控制
5.2.3 基于力的阻抗控制
5.2.4 基于自抗扰位置控制器的阻抗控制
5.3 自适应阻抗力跟踪控制
5.3.1 环境接触模型
5.3.2 阻抗力跟踪
5.3.3 广义动量扰动观测器
5.3.4 动力学参数的等效转化
5.3.5 间接自适应参数估计
5.3.6 模糊PD位置控制器
5.4 假手控制实验
5.4.1 轨迹跟踪实验
5.4.2 阻抗控制实验
5.4.3 自适应阻抗力跟踪控制实验
知识拓展
本章小结
参考文献
第6章 假手生机交互——姿态控制
6.1 手部姿态的规划
6.1.1 正常人手的自由度
6.1.2 人手自由度简化及模式规划
6.2 基于稳态肌电的人手姿态识别
6.2.1 稳态肌电信号的采集
6.2.2 肌电特征提取及分类
6.3.3 姿态模式识别
6.3 基于复合决策的人手动作识别
6.3.1 复合决策规则
6.3.2 阈值控制
6.4 EMG动态训练范式
6.4.1 复合决策的实验验证
6.4.2 波动式动态训练方法
6.5 假手姿态肌电控制实验
6.5.1 虚拟假手控制实验
6.5.2 嵌入式假手控制实验
6.5.3 截肢患者实验
知识拓展
本章小结
参考文献
第7章 假手生机交互——抓取控制
7.1 基于肌电的分层控制策略
7.2 信号采集及预处理
7.2.1 力信号的采集及预处理
7.2.2 肌电信号的采集
7.2.3 肌电信号的融合
7.2.4 特征提取及选择
7.2.5 实验设置
7.3 基于肌电的抓取模式识别
7.4 基于肌电的抓取力预测
7.4.1 抓取力预测模型的建立
7.4.2 多变量参数优化
7.4.3 算法的在线实现
7.4.4 抓取力预测结果
7.5 抓取力预测方法的适应性及实用性分析
7.6 基于肌电的多指抓取实验
7.6.1 抓取力分配
7.6.2 骨骼算法计算抓取点
7.6.33指抓取实验及结果
知识拓展
本章小结
参考文献
第8章 假手生机交互——电刺激反馈
8.1 电刺激感知反馈原理
8.2 电刺激感知反馈通道
8.2.1 电刺激器
8.2.2 电刺激电极
8.2.3 电刺激反馈参数
8.3 肌电控制与电刺激反馈
8.3.1 电刺激反馈干扰的抑制
8.3.2 假手控制双向信息交互
8.4 基于电刺激的假手握力感知反馈实验
8.5 仿生假手交互控制抓取实验
8.5.1 无视觉反馈下的物体抓取实验
8.5.2 易碎物体抓取实验
知识扩展
本章小结
参考文献
名词索引