Development of EMG Controlled Prosthetic Power ARM with Variable Impedance

肌电控制可变阻抗假肢动力ARM的研制

• 批准号: 01850088
• 负责人: ITO Masami
• 金额: $ 7.62万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 1991
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01850088/
• 关键词: prosthetic arm; ultrasonic motor; EMG (ELECTROMYOGRAPHY); amputee; impedance; 超音波モ-タ

We developed an EMG controlled prosthetic forearm with three degrees of freedom actuated by small size ultrasonic motors. Its weight is less than 700 g and the size is the same as the adult's forearm. The conventional prosthetic arm using DC motors produces a motion noise. So the reduction of the motion noise was one of the big problems to be solved. Since our prosthetic forearm uses ultrasonic motors, it produces no motion noise. In addition, the amputee can control six kinds of motions i. e. pronation and supination of the forearm, flection and extension of the wrist, and grasping and hand-opening. The interface between the amputee and the prosthetic forearm was designed on the basis of the fact that the amputee still preserves the phantom limb motor map after amputation. It can discriminate the amputee's intended motion among six kinds of motions using the EMG signals from the remained muscles and also produce the command signals to control the prosthetic arm. Consequently, the amputee is able to manipulate the prosthetic arm as he intends and his control load is relieved sharply.

研制了一种由小型超声电机驱动的肌电控制的三自由度前臂假肢。它的重量不到700克，大小与成年人的前臂相同。使用直流电机的传统假肢产生运动噪声。因此，降低运动噪声是摆在我们面前亟待解决的问题之一。由于我们的假肢前臂使用超声波电机，它不会产生运动噪音。此外，截肢者可以控制六种运动，e.前臂的旋前和旋后、手腕的屈曲和伸展、以及抓握和手张开。截肢者与假肢前臂之间的接口是根据截肢者在截肢后仍然保留幻肢运动地图这一事实设计的。它能利用截肢者剩余肌肉的肌电信号从6种运动中识别出截肢者的预期运动，并产生控制假肢的指令信号，从而使截肢者能按自己的意愿操纵假肢，大大减轻了控制负荷。

项目成果

鈴木 伸治: "脳性麻痺に対するシュ-ホ-ンブレイスをベ-スとした長下肢装具の改良" 日本義肢装具学会誌. 7. 321-324 (1991)

Shinji Suzuki：“基于鞋拔支架的脑瘫长腿矫形器的改进”日本假肢矫形学会杂志 7. 321-324 (1991)。

辻 敏夫: "手先拘束を考慮したマニピュレ-タの多点コンプライアンス制御" 計測自動制御学会論文集. 27. 85-92 (1991)

Toshio Tsuji：“考虑手部约束的机械手的多点顺从控制”仪器与控制工程师协会会议记录 27. 85-92 (1991)。

羅 志偉: "コンプライアントマニピュレ-ションにおけるロボットの動的作業環境に対する適応について" 計測自動制御学会論文集. 27. 806-814 (1991)

罗志伟：“机器人在顺从操作中适应动态工作环境”仪器与控制工程师协会会议记录 27. 806-814 (1991)。

K. ITO: "Three-dimensional Human Analysis System and Application to a Constrained Task" Biomechanism. 10. 119-128 (1990)

K. ITO：“三维人体分析系统及其在受限任务中的应用”生物机制。

加藤 厚生: "弾性負苛条件下で等速度運動する筋の粘弾性変化" 電子情報通信学会論文誌. J73ーA. 1159-1166 (1990)

Kosei Kato：“弹性负载条件下匀速运动的肌肉的粘弹性变化”电子、信息和通信工程师学会学报 J73-A 1159-1166 (1990)。