都悦来，史丽萍，王 帅，张庆宇，张春春

(黑龙江大学 机电工程学院，哈尔滨 150080)



基于传感器的手指运动姿态监测

都悦来，史丽萍*，王 帅，张庆宇，张春春

(黑龙江大学 机电工程学院，哈尔滨 150080)

针对动态测量手指关节角度的需要，设计了基于传感器的手指运动姿态监测方法。从可穿戴式设备的角度出发，在分析了PVDF压电薄膜传感器、电阻应变片和三轴加速度计ADXL330工作原理的基础上，设计了动态角度测量实验和3组监测实验；传感器固定在手套的对应关节的位置处。对比3组实验，分析实验数据，得到结论：PVDF压电薄膜传感器动态响应快，适合高频激励下手指运动姿态的监测；电阻应变片在高频激励下的响应有一定的延迟，这种响应迟后对动态应变测量会产生误差，其比较适合低频激励下手指运动姿态的监测；加速度计ADXL330在低频激励下能较好地实现对手指运动姿态的监测，其工作的稳定性和可靠性良好。

PVDF压电薄膜传感器；ADXL330加速度计；应变片；关节角度

手指运动姿态能够准确地反映手指的运动信息，通过监测手指运动姿态能够获取这些信息，进而评测手指的运动能力，在一定程度上促进了康复医学、体育、运动仿生学、人机工程等诸多领域的研究进展，尤其是在假肢控制，手势识别与跟踪、远程操作、手指康复训练等方面有重要的应用价值[1-3]。近年来随着机器人技术的发展，对机械手各关节运动姿态监测的需求越来越迫切[4]。若能实现对人手指运动姿态的监测，就可将这种方法移植到其他相关应用上。……