Ramię egzoszkieletu: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Egzoszkielet to zewnętrzny szkielet, który można nosić na biologicznym ramieniu. Jest zasilany siłownikami i może wspomagać lub zwiększać siłę ramienia biologicznego, w zależności od mocy siłownika. Elektromiografia (EMG) jest odpowiednim podejściem do interfejsu człowiek-maszyna za pomocą egzoszkieletu.

Podczas pracy z EMG faktycznie mierzymy potencjał czynnościowy jednostki motorycznej [MUAP] generowany we włóknach mięśniowych. Potencjał ten gromadzi się w mięśniach, gdy otrzymuje sygnał z mózgu, aby się skurczyć lub rozluźnić.

Krok 1: Więcej o Exo-Arm

Potencjał nerwowy

• POTENCJAŁ DZIAŁANIA JEDNOSTKI SILNIKA (MUAP) jest generowany na powierzchni naszych ramion za każdym razem, gdy napinamy lub rozluźniamy ramię

. • Amplituda jest rzędu 0-10 miliwoltów

• Częstotliwość w zakresie 0-500Hz.

• Ten MUAP jest rdzeniem tego projektu i podstawą przetwarzania EMG.

RAMIĘ EGZOSZKIELETU• Jest to szkielet zewnętrzny, który można nosić na ramieniu biologicznym

• Wykorzystuje nieinwazyjną metodę pozyskiwania MUAP z mięśni w celu kontrolowania szkieletu, który można nosić na ramieniu biologicznym.

• Zasilany silnikiem serwo o wysokim momencie obrotowym.

• Może zapewnić pomoc lub zwiększyć siłę ramienia biologicznego, w zależności od momentu obrotowego serwonapędu

. • Elektromiografia (EMG) to odpowiednie podejście do interfejsu człowiek-maszyna (HMI) za pomocą egzoszkieletu (EXO).

Krok 2: Wymagane narzędzia sprzętowe:

Kliknij linki, aby przejść do miejsc, w których możesz kupić przedmioty

1) 1x płytka mikrokontrolera: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Ta płytka mikrokontrolera jest używana w naszym projekcie jako mózg do sterowania ramieniem egzoszkieletu. Proces ten zostanie wykorzystany do połączenia naszych czujników EMG z ramieniem (silniki serwo).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Odbiera sygnał z elektrod EMG i podaje na wyjściu wzmocnienie różnicowe.

3) 2x WZMACNIACZ OPERACYJNY: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) Wyjście ze WZMACNIACZA RÓŻNICOWEGO jest prostowane i to wyjście jest podawane do FILTRA DOLNOPRZEPUSTOWEGO, a następnie do WZMACNIACZA WZMOCNIENIA.

4) 1x SERWOSILNIKI: moment obrotowy 180 kg*cm. Służy do ruchu ramienia.

5) Kable i elektrody 3x EMG: Do akwizycji sygnału.

6) 2x bateria i ładowarka: dwie baterie 11,2 V, 5 Ah Li-Po, będą używane do zasilania serwomechanizmu. Dwie baterie 9V do zasilania obwodu EMG.

7) Blacha aluminiowa o wymiarach 1 x 1 metra (grubość 3 mm) do konstrukcji ramy.

Rezystory

• 5x 100 kΩ 1%

• 1x 150 omów 1%

• 3x 1 kΩ 1%

• 1x 10 kOhm trymer

Kondensatory

• 1x 22,0 nF Tant

• 1x płyta ceramiczna 0,01 uF

Różne

• 2x dioda 1N4148

• Przewody połączeniowe

• 1x oscyloskop

• 1x multimetr

• Nakrętki i śruby

• paski na rzepy

• pianka wyściełająca poduszkę

NOTATKA

a) Możesz wybrać dowolny preferowany mikrokontroler, ale powinien on mieć piny ADC i PWM.

b) OP-AMP TL084 (pakiet DIP) może być użyty zamiast ADTL082/84 (pakiet SOIC).

c) Jeśli nie chcesz budować czujnika EMG, kliknij tutaj Czujnik EMG.

Krok 3: Użyte oprogramowanie:

1)KEIL uVision do kompilacji kodu i monitorowania sygnału.

2) Multisim do projektowania i symulacji obwodów.

3) Blender do symulacji 3D ramy.

4) Arduino i przetwarzanie do rzeczywistych testów symulacji czujnika.

Krok 4: METODOLOGIA

Ramię egzoszkieletu działa w dwóch trybach. Pierwszy tryb to tryb automatyczny, w którym sygnały EMG po przetworzeniu sygnału będą sterować serwo, a drugim trybem ręcznym, potencjometr będzie sterował serwomotorem.

Krok 5: Obwód EMG

Krok 6: Różne etapy przetwarzania sygnału EMG i testowania czujników: