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1991 Fiscal Year Final Research Report Summary

Development of EMG Controlled Prosthetic Power ARM with Variable Impedance

Research Project

Project/Area Number 01850088
Research Category

Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 計測・制御工学
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

ITO Masami  Nagoya University, Faculty of Engineering, Associate Professor, 工学部, 教授 (30023021)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) TSUJI Toshio  Hiroshima University, Faculty of Engineering, Research Associates, 工学部, 助手 (90179995)
YUASA Hideo  Nagoya University, Faculty of Engineering, Research Associates, 工学部, 助手 (10191470)
MITA Katsumi  Aichi Prefectrural Colony, Institute for Development Research, The Head of Labor, 室長 (40100169)
KATO Atsuo  Aichi Institute of Technology, Associate Professor, 助教授 (40064935)
伊藤 宏司  広島大学, 工学部, 助教授 (30023310)
Project Period (FY) 1989 – 1991
Keywordsprosthetic arm / ultrasonic motor / EMG (ELECTROMYOGRAPHY) / amputee / impedance
Research Abstract

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.

  • Research Products

    (46 results)

All Other

All Publications (46 results)

  • [Publications] 加藤 厚生: "機械インピ-ダンスを自由に調節できる装置" 電子情報通信学会論文誌. J72ーA. 1687-1694 (1989)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "運動インピ-ダンスの調節" スポ-ツサイエンス. 8. 677-682 (1989)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 加藤 厚生: "弾性負荷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)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "回転作業における生体運動系のインピ-ダンス調節" 計測自動制御学会論文集. 26. 443-450 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "三次元運動解析システムと束縛動作への応用" バイオメカニズム. 10. 119-128 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 加藤 厚生: "機械インピ-ダンスを自由に調節できる装置ー慣性能率可変装置" 電子情報通信学会論文誌. J73ーA. 1399-1405 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 辻 敏夫: "冗長性を利用したマニピュレ-タの関節コンプライアンス調節" 計測自動制御学会論文集. 26. 557-563 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 辻 敏夫: "冗長マニピュレ-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. 26. 1406-1413 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] K.Mita: "Non-stationary Analysis of Electromyographic Activity Prior to a Ballistic Voluntary Contraction" Frontiers Med.Biol.Engng.2. 223-231 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "筋ネットワ-クとインピ-ダンス制御" バイオメカニズム学会誌. 15. 182-189 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 加藤 厚生: "等速度運動中の筋粘弾性の調節" 電子情報通信学会論文誌. J74ーA. 560-567 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 赤滝 久美: "床反力計を用いた身体動揺計測における誤差の検討と精度の改善" 医用電子と生体工学. 29. 260-268 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 渡壁 誠: "重心動揺系の精度向上の試み" 日本機械学会論文集. Cー57. 3463-3467 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 三田 勝巳: "身体運動のリハビリテ-ション" バイオメカニズム学会誌. 15. 20-29 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 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)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 三田 勝巳: "筋電図計測(解説)" BME. 5. 33-40 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 羅 志偉: "接触作業における関節インピ-ダンス制御の双線形モデル" 計測自動制御学会論文集. 27. 1070-1072 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 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)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 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)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 加藤 厚生: "位相差制御による超音波モ-タのコンプライアント動作" 計測自動制御学会論文集. 27. 1290-1295 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "超音波モ-タを用いた3自由度前腕筋電義手" 計測自動制御学会論文集. 27. 1281-1289 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 伊藤 宏司: "生体運動系の冗長自由度とインピ-ダンス調節" バイオメカニズム. 11. (1992)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] 辻 敏夫: "拘束動作における人間の手先力パタ-ンと仮想軌道仮説" 計測自動制御学会論文集. 28. (1992)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Publications] A. KATO: "A Proposal of Adjustable Mechanical Impedance Device." Trans. of IEICE. J72-A. 1687-1694 (1989)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "Regulation of Motor Impedance (review)." Japanese J. of Sports Sciences. 8. 677-682 (1989)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A. KATO: "On the Variation of the Visco-Elasticity of the Human Muscle in Constant Contraction Velocity with Elastic Load." Trans. of IEICE. J73-A. 1159-1166 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "Impedance Regulation in Human Movements during a Rotation Task." Trans. of SICE. 26. 443-450 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "Three-dimensional Human Analysis System and Application to a Constrained Task" Biomechanism. 10. 119-128 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A. KATO: "A Proposal of Adjustable Mechanical Impedance Device. - An Adjustable Moment of Inertia Device -" Trans. of IEICE. J73-A. 1399-1405 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] T. TSUJI: "Joint Compliance Regulation for Manipulators Utilizing Redundant Degrees of Freedom." Trans. of SICE. 26. 557-563 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] T. TSUJI: "Multi-points Compliance Control for Redundant Manipulator" Trans. of SICE. 26. 1406-1413 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. MITA: "Non-stationary Analysis of Electromyographic Activity Prior to a Ballistic Voluntary Contraction." Frontiers Med. Biol. Engng.2. 223-231 (1990)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "Muscle Networks and Impedance Control (review)." J. of Biomechanism. 15. 182-189 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] A. KATO: "Muscle Visco-Elasticity Regulation During Constant Speed Motion" TRans. of IEICE. J74-A. 560-567 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. AKATAKI: "Improvement of Accuracy of Measuring the Point of Force Application in Body Sway with Force Plate." Japanese J. of MEBE. 29. 260-268 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] M. WATAKABE: "The Improvement in the Accuracy of Determining the Point of Load Application using a Linear Model." Trans. of JSME.C-57. 3463-3467 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. MITA: "Rehabilitation of Human Movements (review)." J. of Biomechanism. 15. 20-29 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] S. SUZUKI: "Development of Knee Ankle Foot Orthosis based on Shore-horn Brace for Cerebral Palsy." J. of Prosthesis and Orthosis. 3. 321-324 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. MITA: "Measurement of Electromyography (review)." J. of BME. 15. 33-40 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Z. W. LUO: "A Bilinear Model for Joint Impedance in Contact Tasks." Trans. of SICE. 27. 1070-1072 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] T. TSUJI: "Multi-points Compliance Control for Manipulators Constrained by Task Objects." Trans. of SICE. 27. 85-92 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Z. W. LUO: "On Adaptation of Robot to Dynamic Environment in Compliant Manipulation." Trans. of SICE. 27. 806-814 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. KATO: "Compliant Motion of Ultrasonic Motor by Phase Difference COntrol." Trans. of SICE. 27. 1290-1295 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "An EMG Controlled Prosthetic Forearm with Three Degrees of Freedom using Ultrasonic Motors" Trans. of SICE. 27. 1281-1289 (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] K. ITO: "Redundant Degrees of Freedom and Motor Impedance Control in Human Movements." Biomechanism. 11. (1992)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [Publications] Y. MIKI: "Hand Force Formation Constrained Arm Movements and Virtual Trajectory Hypothesis." Trans. of SICE. 28. (1991)

    • Description
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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Published: 1993-03-16  

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