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一种低成本传感器手套的研制
来源:薄膜压力传感器 | 发布时间:2019/8/2 10:10:30 | 浏览次数：
一种低成本传感器手套的研制与评价 Reinhard Gentner1,2和Joseph Classen1 1德国乌尔茨堡大学神经学系人体皮质生理和运动控制实验室，D-97080，乌尔茨堡 2德国慕尼黑工业大学测量系统和传感器技术研究所，D-80333 Muenchen 摘要 测量手指运动的传感器手套是客观评估运动参数和新的康复策略的一个有前途的工具。本文介绍并评价了一种新型的低成本传感器手套，该手套配有电阻式弯曲传感器。为了优化测量精度（量化为快速恒定弯曲后传感器信号的稳定性），并增加传感器的线性度，将校准时间从几分钟缩短到10秒左右，对电阻式弯曲传感器进行了改进。5名受试者的组内相关系数（ICC）为0.93±0.05，平均标准偏差为1.59°，总误差为4.96°，与先前评估的传感器手套相当。通过用户反馈问卷评估的用户接受度和适用性很高。因此，只要稍加修改，电阻式弯曲传感器就可以准确评估人的手指运动。低材料成本（<500美元）和简单的制造使得该解决方案在研究、临床和康复环境中的广泛应用变得有趣。 介绍 了解人类手指运动的控制对于解释中枢神经系统损伤后的缺陷和制定康复策略至关重要。为了达到这种理解，传感器手套被用来记录和分析健康受试者的自愿手指运动（例如（Boesnach等人，2004年；Jerde等人，2003年；Lang和Schieber，2004年a；Mason等人，2001年；Santello等人，1998年；Weiss和Flanders，2004年））和PA。Tients（Lang和Schieber，2003年，2004年b）。此外，我们还发现，由运动皮层的经颅磁刺激（TMS）引起的手指运动揭示了对运动系统运行的新见解（Classen等人，1998；Gentner和Classen，2006），并可能补充基于传感器手套的康复系统（AdamOvich等人，2004年；Holden，2005年）。 然而，传感器手套尚未广泛地融入临床实践。这可能部分是由于现有传感器手套的技术特性造成的。理想情况下，传感器手套应允许精确测量（传感器信号的稳定性、运动的重复性）、易于使用（在穿衣服、脱毛和使用过程中舒适）、快速校准、适用于左手和右手以及不同的手尺寸，并与OT兼容。她的神经科学方法，如TMS。最后，它应该很容易负担得起，因为高昂的成本可能会妨碍它的广泛使用。 几个集团和公司已经开发（例如（Hommel等人，1994；Simone等人，2007；Tsagarakis等人，2006；Williams等人，2000））、商业化（例如，5dt数据手套、CybergLove®II、X-IST数据手套、HumanGlove、Power手套、P5手套、传感器手套II、VPL数据手套或DG5 vhand）或E经过评估（Dipietro等人，2003年；Kessler等人，1995年；Mentzel等人，2001年；Wise等人，1990年）过去15年中不同的传感器手套。其中，Simone及其同事开发的“传感器手套”对于使用低成本电阻弯曲传感器（flexpoint、draper、ut、USA）非常值得注意。在他们的设计中，用双面医用级胶带将5个传感器（3英寸长）分别嵌入塑料护套和Lycra套管连接到掌指关节（Simone等人，2007年）。尽管有合理的稳定性和重复性结果，但这些传感器的缺点是传感器信号和弯曲角度之间的非线性关系，每个传感器需要耗时校准（5个传感器约8分钟）。 在这里，描述和评估了一种新型的传感器手套，装备了相当多的电阻弯曲传感器，10个用于记录弯曲，4个用于记录外展运动。此外，为了提高测量精度和提高传感器线性度，对传感器进行了改进。WISE及其同事介绍的重复性试验（WISE等人，1990年）与其他手套设计相比得出了相似的精度结果（Dipietro等人，2003年；Simone等人，2007年；WISE等人，1990年）。因此，传感器线性化校准时间从几分钟缩短到约10秒。由于手套是在德国乌尔茨堡大学开发的，所以被称为手套。 方法 这项研究得到了德国乌尔茨堡大学伦理委员会的批准，并获得了所有参与者的书面知情同意。 传感器评估和修改 我们评估了电阻式弯曲传感器（flexpoint，draper，UT，USA；2
 
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