發(fā)布時間：2018-06-03 02:47

  本文選題：前臂假肢 + 姿態(tài)解算　； 參考：《山東科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本論文設(shè)計了一款通過Android手機語音控制前臂假肢運動的系統(tǒng),通過手機,用戶可以語音控制前臂假肢完成手部保持自平衡、關(guān)閉自平衡、上下轉(zhuǎn)、內(nèi)外轉(zhuǎn)、抓取物體、張開手部、暫停轉(zhuǎn)動等動作,使其能完成吃飯喝水等基本生活所需動作。本系統(tǒng)中設(shè)計了一款A(yù)ndroid手機離線語音APP,其能在無網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中識別用戶的語音,并將識別結(jié)果通過手機自帶藍牙傳遞給前臂假肢的底層控制板。深入探討了開發(fā)手機離線語音APP所需的語音識別理論知識及關(guān)鍵技術(shù)、Android開發(fā)環(huán)境的搭建及Android手機與前臂假肢底層控制板之間的數(shù)據(jù)通信。其中,Android手機離線語音APP基于PocketSphinx語音識別引擎開發(fā),自主設(shè)計前臂假肢底層控制板的相關(guān)電路,并制作PCB板,底層控制板的核心芯片選用 STM32F103C8T6。在前臂假肢手部安裝壓力傳感器及滑覺傳感器,并分別設(shè)計相應(yīng)的信號調(diào)理電路,以檢測手部與抓取目標(biāo)之間是否出現(xiàn)滑移現(xiàn)象,可實現(xiàn)抓取雞蛋等易碎物品,從而實現(xiàn)假肢手部軟抓取功能,其中,滑覺傳感器選用PVDF壓電薄膜,壓力傳感器選用A301力敏薄膜傳感器。此外,用戶在完成喝水等一類動作時,為防止杯中水外撒,假肢手部虎口需要與大地所在平面始終保持平行。為實現(xiàn)此功能,選用了 MPU6050傳感器對前臂假肢做準(zhǔn)確的姿態(tài)估計。其中,選用四元數(shù)法及互補濾波算法進行姿態(tài)解算,以得到前臂假肢的姿態(tài)角。
[Abstract]:In this paper, a system is designed to control the forearm prosthesis motion by Android mobile phone. Through the mobile phone, the user can control the forearm prosthesis to maintain self-balance, close self-balance, turn up and down, turn inside and outside, grab objects. Open your hands, pause, and so on, so that they can complete basic life, such as eating and drinking. In this system, an off-line voice app for Android mobile phone is designed, which can recognize the voice of the user in a networkless environment, and transmit the recognition result to the bottom control board of the forearm prosthesis through the mobile phone itself with Bluetooth. In this paper, the theoretical knowledge of speech recognition and the key technology needed for developing off-line speech APP of mobile phone are discussed, and the data communication between Android mobile phone and the bottom control board of forearm prosthesis is also discussed. The off-line speech APP is based on the PocketSphinx speech recognition engine. The related circuit of the forearm prosthetic bottom control board is designed and the PCB board is made. The core chip of the bottom control board is STM32F103C8T6. The pressure sensor and slip sensor are installed in the forearm prosthetic hand, and the corresponding signal conditioning circuits are designed to detect whether the slippage occurs between the hand and the grab target, so as to realize the grabbing of fragile items such as eggs. The soft grasping function of prosthetic hand can be realized. Among them, the sliding sensor adopts PVDF piezoelectric film and the pressure sensor uses A301 force sensitive film sensor. In addition, in order to prevent water sprinkling in the cup, the mouth of the prosthetic hand should always be parallel to the plane of the earth. In order to realize this function, MPU6050 sensor is used to estimate the posture of forearm prosthesis. Among them, quaternion method and complementary filtering algorithm are used to calculate the attitude of the forearm prosthesis.
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R496;TP273

【參考文獻】

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本文編號：1971169