[发明专利]基于触觉临场感的遥操作机器人肌电控制方法

摘要

本发明涉及一种基于触觉临场感的遥操作机器人肌电控制方法。本发明以操控者人手为动作模仿对象，通过采集手臂皮肤表面肌电信号，经模式识别判断出相应的多个动作模式，控制机器人手完成对应动作，具有操控自然的特点；在作业过程中，操控者可根据触觉临场感来掌握和调节手部动作，实现触觉临场反馈式作业。本发明可以增强遥操作机器人的人机交互深度、准确性及适应能力，对解决工作在危险或有害环境下的遥控机器人，如核工业装配中抓取易形变、易爆的物体，有很好的应用前景。

主权项

1. 基于触觉临场感的遥操作机器人肌电控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤一，获取操作者手臂指伸肌、尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌三路表面肌电信号；具体是：首先通过肌电信号采集仪采集指伸肌、尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌三路表面肌电信号，再采用空域相关滤波方法对含有干扰噪声的肌电信号进行消噪；步骤二，根据操作者手臂指伸肌、尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌三路表面肌电信号识别出操作者的操作动作，具体动作包括伸腕、屈腕、展拳或握拳；识别方法如下：无操作动作时指伸肌、尺侧腕伸肌、尺侧腕屈肌三路表面肌电信号的平均功率，分别记为，，；若指伸肌的表面肌电信号大于，则认为指伸肌表面肌电信号强，反之认为指伸肌表面肌电信号弱，为冗余量；若尺侧腕伸肌的表面肌电信号大于，则认为尺侧腕伸肌表面肌电信号强，反之认为尺侧腕伸肌表面肌电信号弱，为冗余量；若尺侧腕屈肌的表面肌电信号大于，则认为尺侧腕屈肌表面肌电信号强，反之认为尺侧腕屈肌表面肌电信号弱，为冗余量；若指伸肌表面肌电信号弱、尺侧腕伸肌表面肌电信号强、尺侧腕屈肌表面肌电信号弱，识别结果为伸腕动作；若指伸肌表面肌电信号弱、尺侧腕伸肌表面肌电信号弱、尺侧腕屈肌表面肌电信号强，识别结果为屈腕动作；若指伸肌表面肌电信号强、尺侧腕伸肌表面肌电信号强、尺侧腕屈肌表面肌电信号弱，识别结果为展拳动作；若指伸肌表面肌电信号强、尺侧腕伸肌表面肌电信号强、尺侧腕屈肌表面肌电信号强，识别结果为握拳动作；若指伸肌表面肌电信号弱、尺侧腕伸肌表面肌电信号弱、尺侧腕屈肌表面肌电信号弱，识别结果为不动作；步骤三，把步骤二的识别结果转化为机器人控制指令，控制机器人手操作相应的动作；步骤四，机器人手合拢的作业过程中，通过安装于机器人手的触觉传感器，将现场触觉信息反馈给操控者，实现触觉临场感；所述的触觉临场感，具体是：当触觉传感器触碰被抓工件时，由触觉处理电路完成触觉信号处理，并通过刺激电路发送到刺激电极，刺激电极作用于指端的神经和肌体组织，在刺激电流的作用下，指端电触点下肌体及神经末梢兴奋组织的细胞出现特征性生物电信号，这些生物电信号上传至中枢神经系统后，再经神经系统感知，就可使操作者产生相应电触点处的触觉意识，从而实现触觉临场感；步骤五，操控者可根据触觉临场感来掌握自己的手部动作，并根据操作者的肌电信号重复步骤一至步骤五控制机器人手。