控制与决策

作者：蔡蓉杰,丁伯慧,李泽,丁晨阳

单位：天津大学 机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300350,,天津大学 机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300350,,天津大学 机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300350,,天津大学 机构理论与装备设计教育部重点实验室,天津 300350,

关键词：钢琴弹奏;动作分析;关节转角;欠驱动;外骨骼;绳索传动;机械手

基金：国家自然科学基金面上项目(61877042).

为了掌握钢琴弹奏技能,初学者往往需要在教师的帮助下不断重复训练并纠正错误的触键动作.这种方法训练强度大,单调乏味,教学效果与教师的经验相关.近年来,用于辅助人手运动的外骨骼机械手研究逐渐增加,但结构复杂、运动精度较低、缺少反馈与运动评价等问题仍然存在.针对这些问题,首先采用leap motion建立手指触键动作测量平台,采集手指触键动作参数值,获得手指弹琴触键运动曲线;然后设计一款用于钢琴教学训练的外骨骼钢琴教学机械手.该机械手采用特有的欠驱动传动方式,实现远指节DIP、近指节PIP与掌指节MCP的耦合运动.最后,对钢琴教学机械手进行仿真分析,以及进行人手穿戴弹奏实验,验证了钢琴教学机械手结构可靠,动作还原精度较高,能够满足钢琴弹奏动作练习要求.该钢琴教学机械手结构简单、穿戴方便,可辅助钢琴弹奏初学者自学.

来源：2022年第2期

《控制与决策》期刊编辑部

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