Exoskeleton Arm: 9 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Exoskeleton er et ytre rammeverk som kan bæres på en biologisk arm. Den drives av aktuatorer og kan gi assistanse eller øke styrken til den biologiske armen, avhengig av kraften til aktuatoren. Elektromyografi (EMG) er en passende tilnærming for grensesnitt mellom mennesker og maskiner ved hjelp av eksoskjelett.

Når vi jobber med EMG måler vi faktisk handlingspotensialet for motorenheten [MUAP] som genereres i muskelfibrene. Dette potensialet bygger seg opp i musklene når det mottar et signal fra hjernen om å trekke seg sammen eller slappe av.

Trinn 1: Mer om Exo-Arm

Nervepotensialet

• MOTORENHETENS POTENSIAL (MUAP) genereres på overflaten av armene våre hver gang vi trekker oss sammen eller slapper av i armen

. • Amplitude er i størrelsesorden 0-10 millivolt

• Frekvensen mellom 0-500Hz.

• Denne MUAP er kjernen i dette prosjektet og grunnlaget for EMG -behandling.

EXOSKELETON ARM • Det er et ytre rammeverk som kan bæres på en biologisk arm

• Den bruker en ikke-invasiv metode for å skaffe MUAP fra muskler for å kontrollere rammen, som kan bæres på en biologisk arm.

• Drevet av en servomotor med høyt dreiemoment.

• Kan gi hjelp eller øke styrken til den biologiske armen, avhengig av momentet på servomotoren

. • Elektromyografi (EMG) er en egnet tilnærming for grensesnitt mellom mennesker og maskiner (HMI) ved hjelp av eksoskeleton (EXO).

Trinn 2: Nødvendig maskinvareverktøy:

Klikk på lenkene for å gå til der du kan kjøpe varer

1) 1x mikrokontrollerkort: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MIKROKONTROLLER (Analog Devices Inc.) Dette mikrokontrollerkortet brukes i vårt prosjekt som hjernen for å kontrollere eksoskjelettarmen. Denne prosessen vil bli brukt for å koble våre EMG -sensorer til armen (servomotorer).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Dette mottar signal fra EMGelectrodes og gir differensialforsterkningen som utgang.

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) Utgangen fra DIFFERENTIAL AMPLIFIER blir utbedret og denne utgangen mates til LAVPASSFILTERET og deretter til GAIN AMPLIFIER.

4) 1x SERVO MOTORER: 180 kg*cm dreiemoment. Den brukes til bevegelse av armen.

5) 3x EMG -kabler og elektroder: For opptak av signal.

6) 2x batteri og lader: To 11,2V, 5Ah Li-Po batteri, det vil bli brukt til å drive servoen. To 9V batteri for å drive EMG -kretsen.

7) 1x1 meter aluminiumsplate (3 mm tykk) for rammedesign.

Motstander

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 Ohm 1%

• 3x 1 kOhm 1%

• 1x 10 kOhm trimmer

Kondensatorer

• 1x 22,0 nF Tant

• 1x 0,01 uF keramisk plate

Diverse

• 2x 1N4148 Diode

• Stikkledninger

• 1x Oscilloskop

• 1x multimeter

• Muttere og bolter

• Borrelås

• Skum med polstring

MERK

a) Du kan velge hvilken som helst foretrukket mikrokontroller, men den bør ha ADC- og PWM -pinner.

b) OP-AMP TL084 (DIP-pakke) kan brukes i stedet for ADTL082/84 (SOIC-pakke).

c) Hvis du ikke vil bygge en EMG -sensor, klikk her EMG -sensor.

Trinn 3: Brukt programvare:

1) KEIL uVision for å kompilere koden og overvåke signalet.

2) Multisim for kretsdesign og simulering.

3) Blender for 3D -simulering av ramme.

4) Arduino og prosessering for faktisk sensorsimuleringstesting.

Trinn 4: METODOLOGI

Exoskeleton -armen fungerer i to moduser. Første modus er automatisert modus der EMG -signaler etter signalbehandlingen vil styre servoen og den andre manuelle modusen, et potensiometer vil styre servomotoren.

Trinn 5: EMG -krets

Trinn 6: Ulike stadier i EMG -signalbehandling og sensortesting: