Brațul exoscheletului: 9 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Exoscheletul este un cadru exterior care poate fi purtat pe un braț biologic. Este alimentat de dispozitive de acționare și poate oferi asistență sau poate crește rezistența brațului biologic, în funcție de puterea dispozitivului de acționare. Electromiografia (EMG) este abordarea potrivită pentru interfața om-mașină cu ajutorul exoscheletului.

Când lucrăm cu EMG, măsurăm efectiv potențialul de acțiune al unității motorii [MUAP] generat în fibrele musculare. Acest potențial se acumulează în mușchi atunci când primește un semnal de la creier pentru a se contracta sau relaxa.

Pasul 1: Mai multe despre Exo-Arm

Potențialul nervos

• POTENȚIALUL DE ACȚIUNE A UNITĂȚII MOTORICE (MUAP) este generat pe suprafața brațelor noastre ori de câte ori ne contractăm sau ne relaxăm brațul

. • Amplitudinea este în ordinea a 0-10 milivolți

• Frecvența între 0-500Hz.

• Acest MUAP este nucleul acestui proiect și baza procesării EMG.

BRATUL EXOSKELETON • Este un cadru exterior care poate fi purtat pe un brat biologic

• Folosește o metodă neinvazivă pentru a obține MUAP din mușchi pentru a controla cadrul, care poate fi purtat pe un braț biologic.

• Alimentat de un servomotor cu cuplu ridicat.

• Poate oferi asistență sau crește rezistența brațului biologic, în funcție de cuplul servo-motor

. • Electromiografia (EMG) este abordarea potrivită pentru interfața om-mașină (HMI) cu ajutorul exoscheletului (EXO).

Pasul 2: Instrumente hardware necesare:

Faceți clic pe linkuri pentru a merge de unde puteți cumpăra articole

1) 1x placă de microcontroler: EVAL-ADuCM360 MICROCONTROLLER ANALOG DE PRECIZIE (Analog Devices Inc.) Această placă de microcontroler este utilizată în proiectul nostru ca creier pentru a controla brațul exoschelet. Acest proces va fi utilizat pentru interfața senzorilor EMG cu brațul (servomotori).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Acesta primește semnal de la electrozi EMG și oferă câștigul diferențial ca ieșire.

3) 2x OP-AMP: ADTL082 / 84 (Analog Devices Inc.) Ieșirea de la AMPLIFICATORUL DIFERENȚIAL este rectificată și această ieșire este alimentată la FILTRUL LASS PASS și apoi la AMPLIFICATORUL CÂȘTIG.

4) 1x MOTOURI SERVO: cuplu de 180 kg * cm. Este folosit pentru mișcarea brațului.

5) Cabluri și electrozi EMG 3x: Pentru achiziționarea semnalului.

6) 2x baterie și încărcător: două baterii Li-Po de 11,2V, 5Ah, vor fi utilizate pentru alimentarea servo-ului. Două baterii de 9V pentru alimentarea circuitului EMG.

7) Foaie de aluminiu de 1x1 metru (grosime 3 mm) pentru proiectarea cadrului.

Rezistențe

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 Ohm 1%

• 3x 1 kOhm 1%

• 1 tundere de 10 kOhm

Condensatoare

• 1x 22,0 nF Tant

• 1x disc ceramic de 0,01 uF

Diverse

• 2x 1N4148 Diodă

• Firele jumperului

• 1x osciloscop

• 1x multimetru

• Piulițe și șuruburi

• Benzi cu velcro

• Spumă de umplere a pernei

NOTĂ

a) Puteți alege orice microcontroler preferat, dar ar trebui să aibă pini ADC și PWM.

b) OP-AMP TL084 (pachetul DIP) poate fi utilizat în locul ADTL082 / 84 (pachetul SOIC).

c) Dacă nu doriți să construiți senzorul EMG, faceți clic aici senzor EMG.

Pasul 3: Software folosit:

1) KEIL uVision pentru compilarea codului și monitorizarea semnalului.

2) Multisim pentru proiectarea și simularea circuitelor.

3) Blender pentru simularea 3D a cadrului.

4) Arduino și procesare pentru testarea efectivă a simulării senzorului.

Pasul 4: METODOLOGIE

Brațul exoschelet funcționează în două moduri. Primul mod este modul automat în care semnalele EMG după procesarea semnalului vor comanda servo și al doilea mod manual, un potențiometru va comanda servo motor.

Pasul 5: Circuitul EMG

Pasul 6: Diverse etape în procesarea semnalului EMG și testarea senzorilor: