劉正良臺灣大學：機械工程學研究所廖建仁Liao, Chien-JenChien-JenLiao2007-11-282018-06-282007-11-282018-06-282005http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/61185藉由功能性電刺激進行抓握物體時，握力不足可能造成握持物滑動之現象。現今雖有滾輪式滑動感測器運用於功能性電刺激上，利用回饋機制以求達到握物止滑的目的，但由於運用於功能性電刺激上的滾輪式感測器解析度較低，所以對於滑動現象之偵測較不靈敏，造成系統的反應速度較慢。故本研究將一光學滑動感測器應用於功能性電刺激系統上，以改進滾輪式滑動感測器系統解析度較低及反應速度較慢的缺點，並解決握物滑動之問題。 本研究之光學滑動感測器由一發光二極體和影像感測器所組成。利用發光二極體當作光源，藉由影像感測器偵測物體表面特徵之移動狀況，判斷出握物滑動的情形，而滑動訊號由訊號擷取卡收集，並由LabVIEW程式做處理。當滑動發生時，系統可以有更快速及更精確的滑動訊號回饋，藉由功能性電刺激即時增大抓握力量，達到握物止滑之目的。The shortage of grasping force while using functional electrical stimulation to grasp objects may cause object to slip. Though rolling sensor is used as feedback in the closed-loop system, the low resolution of it makes the system can’t detect the precise motion. In this work, an optical slipping sensor is used to replace the rolling sensor to improve the problem. The slipping sensor is developed by an optical mouse sensor which can detect the precise motion between the palm of the hand and grasping object. Sensing signal is then collected by DAQ card and processed through LabVIEW program. The results show that the performance of the system is improved.致謝.............................................一 中文摘要.........................................二 英文摘要.........................................三 目錄.............................................四 圖目錄...........................................六 表目錄...........................................八 第一章　序論......................................1 1.1　研究背景...................................1 1.2　研究動機...................................2 1.3　研究目的...................................3 1.4　論文架構...................................4 第二章　文獻回顧..................................6 2.1　電刺激發展.................................6 2.1.1　已發展的開迴路手部FES系統...............8 2.1.2　已發展的閉迴路手部FES系統..............14 2.2　滑動感測器................................18 2.3　感測器應用於功能性電刺激上................24 第三章　研究方法.................................26 3.1　研究流程..................................26 3.2　控制架構..................................29 3.3　功能性動作................................30 第四章　實驗設備及測試...........................31 4.1　感測器....................................31 4.1.1　CMOS感測器簡介.........................32 4.1.2　CMOS感測器作用原理.....................32 4.2　影像感測器................................33 4.2.1　感測器之選用...........................33 4.2.2　感測器性能測試.........................33 4.2.3　感測器安裝.............................38 4.3　電刺激器..................................39 4.3.1　NM III電刺激器.........................40 4.3.2　頻道切換器.............................44 4.4　LabVIEW程式...............................46 4.4.1　擷取滑動訊號程式.......................47 4.4.2　滑動訊號分析程式.......................49 4.4.3　增益值判斷程式.........................53 4.4.4　閉迴路控制電刺激系統程式...............56 4.5　滑動感測器測試............................59 4.6　閉迴路測試................................63 4.6.1　閉迴路系統程式測試.....................63 4.6.2　閉迴路電刺激系統測試...................64 第五章　實驗及結果...............................72 5.1　實驗準備..................................72 5.1.1　實驗儀器架設方法.......................72 5.1.2　實驗環境準備方法.......................74 5.1.3　受試對象準備步驟.......................74 5.2　實驗儀器軟硬體參數設定及測試..............75 5.2.1　硬體參數設定...........................75 5.2.2　軟體參數設定...........................77 5.2.3　實驗儀器測試...........................78 5.3　實驗程序..................................80 5.3.1 滑動速度—電刺激增益值實驗.............80 5.3.2 尋找電刺激點位置.......................81 5.3.3　握杯並離開桌面實驗.....................83 5.3.4　加重握物滑動感測實驗...................85 5.4　實驗結果..................................87 5.4.1 滑動速度—電刺激增益值實驗...............87 5.4.2 握杯並離開桌面實驗.....................88 5.4.3 加重握物滑動感測實驗...................90 5.4.4 小結...................................96 第六章　結論與建議...............................97 6.1　結論......................................97 6.2　建議......................................97 參考文獻.........................................99 附錄一　ADNS-2051 Optical Mouse Sensor..........102 附錄二　訊號擷取卡規格..........................106 附錄三　LabVIEW程式.............................10910159710 bytesapplication/pdfen-US光學滑動感測器功能性電刺激抓握閉迴路控制Optical slipping sensorFunctional electrical stimulationGraspingClosed-loop controlthesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/61185/1/ntu-94-R92522632-1.pdf