一种基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法
专利汇可以提供一种基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于有限状态机的柔性 外骨骼 手辅助抓握训练控制方法，涉及康复器械控制领域，所述控制方法设定了手部在进行抓握过程中的7种状态，通过将 传感器 模 块 采集的信息处理为10种触 发条 件，并利用有限状态机的原理设计了各个状态之间的状态转换规则，通过对状态与条件的判断进行状态转换，从而输出需要的手势动作。本发明将手的抓握动作划分为独立的状态，利用状态的逻辑变化实现人手的自适应抓握，通过三种传感器的 数据采集 和处理，设计成10种用于状态间转换的触发条件， 信号 稳定且易获取，能真实有效的反应佩戴者的意图，患者仅依靠输入简单的动作即可完成对不同大小的物体的抓握程度的控制和对不同重量的物体的抓握 力 大小的控制。，下面是一种基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法专利的具体信息内容。
1.一种基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述控制方法设定了手部在进行抓握过程中的7种状态，通过将传感器模块采集的信息处理为10种触发条件，并利用有限状态机的原理设计了各个状态之间的状态转换规则，通过对状态与条件的判断进行状态转换，从而输出需要的手势动作。其具体步骤为：
S1，判定当前抓握状态；
S2，判断当前输入条件；
S3，根据状态转换规则进行状态转换；
S4，根据状态输出电机控制信号。
2.如权利要求1所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述7种状态为：
状态1：完全张开；
状态2：逐渐张开；
状态3：手中无物握紧过程；
状态4：手中无物完全握紧；
状态5：接触物体但无握力；
状态6：接触物体手中逐渐握紧加力过程；
状态7：接触物体手中有物且握力稳定。
3.如权利要求1所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述10种触发条件为：
条件1：电机处于最小行程；
条件2：电机处于最大行程；
条件3：电机在最小的最大行程之间；
条件4：角度变化量大于设定角度变化阈值；
条件5：指尖接触力大于设定接触阈值；
条件6：指尖力变化量大于设定挤压变化阈值；
条件7：指尖力变化量大于设定释放变化阈值；
条件8：指尖力大于0且变化量小于设定挤压阈值；
条件9：指尖力变化为0；
条件10：角度变化量为0。
4.如权利要求1所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述状态转换规则如下：
1)在状态1下，如果检测到条件1，则状态保持为状态1；
2)在状态1下，如果检测到条件3，则状态转换为状态3；
3)在状态1下，如果检测到条件4，则状态转换为状态3；
4)在状态2下，如果检测到条件1，则状态转换为状态1；
5)在状态2下，如果检测到条件3，则状态保持为状态2；
6)在状态2下，如果检测到条件4，则状态保持为状态2；
7)在状态3下，如果检测到条件2，则状态转换为状态4；
8)在状态3下，如果检测到条件3，则状态保持为状态3；
9)在状态3下，如果检测到条件4，则状态保持为状态3；
10)在状态3下，如果检测到条件5，则状态转换为状态5；
11)在状态4下，如果检测到条件2，则状态保持为状态4；
12)在状态4下，如果检测到条件3，则状态转换为状态2；
13)在状态4下，如果检测到条件4，则状态转换为状态2；
14)在状态5下，如果检测到条件6，则状态转换为状态6；
15)在状态5下，如果检测到条件9，则状态转换为状态5；
16)在状态6下，如果检测到条件6，则状态保持为状态6；
17)在状态6下，如果检测到条件8，则状态保持为状态6；
18)在状态6下，如果检测到条件9，则状态转换为状态7；
19)在状态6下，如果检测到条件10，则状态保持为状态6；
20)在状态7下，如果检测到条件7，则状态转换为状态2；
21)在状态7下，如果检测到条件9，则状态保持为状态7；
22)在状态7下，如果检测到条件10，则状态保持为状态7。
5.如权利要求1所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述传感器模块包括直线电机编码器、薄膜压力传感器和角度弯曲传感器，所述传感器模块可以通过模数转换(ADC)电路，将变化量转换成可识别、可量化的数据。
6.如权利要求5所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述直线电机编码器，可将电机的行程以电压的形式通过ADC电路输出并被采集。
7.如权利要求5所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述角度弯曲传感器可根据弯曲变形量产生对应的规律性电阻值变化。
8.如权利要求5所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述薄膜压力传感器可以根据两侧压力的变化产生规律性的电阻值变化。
9.如权利要求5所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述薄膜压力传感器的形状尺寸适合放置在手指的远指指肚位置和外骨骼手指的指肚位置，并可以根据两端的压力值输出可被ADC电路采集的电阻值变化。
10.如权利要求3所述的基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法，其特征在于，所述10种触发条件所对应的值为ADC电路采集的电压值，通过数值标定而得到的数据，其中各条件中的变化量，角度变化量，压力变化量为1000HZ采样频率下采集的前后两个数值的差值。
一种基于有限状态机的柔性外骨骼手辅助抓握训练控制方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
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