Exoskeleton Arm: 9 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Exoskeleton on ulkokehys, jota voidaan käyttää biologisessa käsivarressa. Se saa virtansa toimilaitteista ja voi tarjota apua tai lisätä biologisen varren lujuutta toimilaitteen tehosta riippuen. Elektromyografia (EMG) on sopiva lähestymistapa ihmisen ja koneen rajapintaan eksoskeletonin avulla.

Kun työskentelemme EMG: n kanssa, mittaamme itse asiassa lihaskuiduissa syntyvän moottoriyksikön toimintapotentiaalin [MUAP]. Tämä potentiaali kerääntyy lihaksiin, kun se vastaanottaa signaalin aivoista supistumaan tai rentoutumaan.

Vaihe 1: Lisätietoja Exo-Armista

Hermopotentiaali

• MOOTTORIYKSIKÖN TOIMINTAPOTENTIAALI (MUAP) muodostuu käsivartemme pinnalle aina, kun supistamme tai rentoutamme kättämme

. • Amplitudi on suuruusluokkaa 0-10 millivoltti

• Taajuus välillä 0-500 Hz.

• Tämä MUAP on tämän projektin ydin ja EMG -käsittelyn perusta.

EXOSKELETON ARM • Se on ulkokehys, jota voidaan käyttää biologisessa käsivarressa

• Se käyttää ei-invasiivista menetelmää MUAP: n hankkimiseksi lihaksista kehyksen hallitsemiseksi, jota voidaan käyttää biologisessa käsivarressa.

• Voimanlähteenä korkean vääntömomentin servomoottori.

• Voi tarjota apua tai lisätä biologisen varren lujuutta servomoottorin vääntömomentista riippuen

. • Elektromyografia (EMG) on sopiva lähestymistapa ihmisen ja koneen rajapintaan (HMI) eksoskeletonin (EXO) avulla.

Vaihe 2: Tarvittavat laitteistotyökalut:

Napsauttamalla linkkejä pääset kohteisiin, joissa voit ostaa tuotteita

1) 1x mikrokortti: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Tätä mikrokorttia käytetään projektissamme aivoina eksoskeletonvarren ohjaamiseen. Tätä prosessia käytetään EMG -antureidemme liittämiseen varteen (servomoottorit).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Tämä vastaanottaa signaalin EMGelectrodesilta ja antaa differentiaalivahvistuksen ulostulona.

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) DIFFERENTIAL VAHVISTIMEN ulostulo oikaistaan ja tämä lähtö syötetään LOW PASS -suodattimeen ja sitten GAIN AMPLIFIER -laitteeseen.

4) 1x Servomoottorit: 180 kg*cm vääntömomentti. Sitä käytetään käsivarren liikkeisiin.

5) 3x EMG -kaapelit ja elektrodit: Signaalin hankintaan.

6) 2x akku ja laturi: Kaksi 11,2 V: n, 5 Ah: n Li-Po-akkua, sitä käytetään servon virtalähteenä. Kaksi 9 V: n akkua EMG -piirin virransyöttöön.

7) 1x1 metrin alumiinilevy (3 mm paksu) runkorakenteeseen.

Vastukset

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 ohmia 1%

• 3x 1 kOhm 1%

• 1x 10 kOhm trimmeri

Kondensaattorit

• 1x 22,0 nF Tant

• 1x 0,01 uF keraaminen levy

Muut

• 2x 1N4148 diodi

• Hyppyjohdot

• 1x oskilloskooppi

• 1x yleismittari

• Mutterit ja pultit

• Tarranauhat

• Tyynypehmuste

HUOMAUTUS

a) Voit valita minkä tahansa halutun mikro -ohjaimen, mutta siinä on oltava ADC- ja PWM -nastat.

b) OP-AMP TL084 (DIP-paketti) voidaan käyttää ADTL082/84 (SOIC-paketti) sijaan.

c) Jos et halua rakentaa EMG -anturia, napsauta tätä EMG -anturi.

Vaihe 3: Käytetty ohjelmisto:

1) KEIL uVision koodin kokoamiseen ja signaalin valvontaan.

2) Multisim piirin suunnitteluun ja simulointiin.

3) Tehosekoitin kehyksen 3D -simulointiin.

4) Arduino ja prosessointi todelliseen anturisimulaatiotestaukseen.

Vaihe 4: MENETELMÄ

Exoskeleton -varsi toimii kahdessa tilassa. Ensimmäinen tila on automaattinen tila, jossa EMG -signaalit signaalin käsittelyn jälkeen ohjaavat servo- ja toista manuaalista tilaa, potentiometri ohjaa servomoottoria.

Vaihe 5: EMG -piiri

Vaihe 6: EMG -signaalinkäsittelyn ja anturitestauksen eri vaiheet: