Obsah:
2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57
Exoskeleton je vnější kostra, kterou lze nosit na biologické paži. Je poháněn akčními členy a může poskytovat pomoc nebo zvyšovat sílu biologického ramene v závislosti na výkonu aktuátoru. Elektromyografie (EMG) je vhodný přístup pro rozhraní člověk-stroj pomocí exoskeletu.
Při práci s EMG ve skutečnosti měříme akční potenciál motorické jednotky [MUAP] generovaný ve svalových vláknech. Tento potenciál se hromadí ve svalech, když přijímá signál z mozku, aby se stáhl nebo uvolnil.
Krok 1: Více o Exo-Arm
Nervový potenciál
• POTENCIÁL POTENCIÁLU MOTOROVÉ JEDNOTKY (MUAP) je generován na povrchu našich paží vždy, když ruku stáhneme nebo uvolníme
. • Amplituda je řádově 0-10 milivoltů
• Frekvence mezi 0-500Hz.
• Tento MUAP je jádrem tohoto projektu a základem zpracování EMG.
EXOSKELETONSKÁ ZBRANĚ • Jedná se o vnější kostru, kterou lze nosit na biologické paži
• Používá neinvazivní metodu k získání MUAP ze svalů k ovládání kostry, kterou lze nosit na biologické paži.
• Poháněno servomotorem s vysokým točivým momentem.
• Může poskytovat pomoc nebo zvýšit sílu biologického ramene v závislosti na točivém momentu servomotoru
. • Elektromyografie (EMG) je vhodný přístup pro rozhraní člověk-stroj (HMI) pomocí exoskeletu (EXO).
Krok 2: Požadované hardwarové nástroje:
Kliknutím na odkazy přejdete na místo, kde lze položky zakoupit
1) 1x deska mikrokontroléru: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Tato deska mikrokontroléru se v našem projektu používá jako mozek pro ovládání ramene exoskeletu. Tento proces bude použit pro propojení našich snímačů EMG s ramenem (servomotory).
2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Přijímá signál z EMGelectrodes a dává jako výstup diferenciální zesílení.
3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) Výstup z DIFERENČNÍHO ZESILOVAČE je usměrněn a tento výstup je veden do NÍZKÉHO PASOVÉHO FILTRU a poté do ZISKOVÉHO ZESILOVAČE.
4) 1x SERVO MOTORS: točivý moment 180 kg*cm. Slouží k pohybu paže.
5) 3x EMG kabely a elektrody: Pro získávání signálu.
6) 2x baterie a nabíječka: dvě 11,2 V, 5 Ah Li-Po baterie, bude použita k napájení serva. Dvě 9V baterie pro napájení obvodu EMG.
7) Hliníkový plech 1 x 1 metr (tloušťka 3 mm) pro konstrukci rámu.
Rezistory
• 5x 100 kOhm 1%
• 1x 150 Ohm 1%
• 3x 1 kOhm 1%
• 1x 10 kOhm vyžínač
Kondenzátory
• 1x 22,0 nF Tanc
• 1x 0,01 uF keramický kotouč
Různé
• 2x dioda 1N4148
• Propojovací vodiče
• 1x osciloskop
• 1x multimetr
• Šrouby a matice
• Pásky na suchý zip
• Polštářová pěna
POZNÁMKA
a) Můžete si vybrat jakýkoli preferovaný mikrokontrolér, ale měl by mít piny ADC a PWM.
b) Místo ADTL082/84 (balíček SOIC) lze použít OP-AMP TL084 (balíček DIP).
c) Pokud si nepřejete postavit EMG senzor, klikněte sem EMG senzor.
Krok 3: Použitý software:
1) KEIL uVision pro kompilaci kódu a monitorování signálu.
2) Multisim pro návrh a simulaci obvodů.
3) Blender pro 3D simulaci rámu.
4) Arduino a zpracování pro skutečné testování simulace senzoru.
Krok 4: METODIKA
Rameno exoskeletu pracuje ve dvou režimech. První režim je automatický, ve kterém signály EMG po zpracování signálu budou ovládat servo a druhý manuální režim, potenciometr bude ovládat servomotor.
Krok 5: Obvod EMG
