Exoskeleton Arm: 9 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Exoskeleton ir ārējais rāmis, ko var nēsāt uz bioloģiskas rokas. To darbina izpildmehānismi, un tas var sniegt palīdzību vai palielināt bioloģiskās rokas stiprību atkarībā no izpildmehānisma jaudas. Elektromiogrāfija (EMG) ir piemērota pieeja cilvēka un mašīnas saskarnei ar eksoskeleta palīdzību.

Strādājot ar EMG, mēs faktiski izmērām muskuļu šķiedrās radīto motora vienības darbības potenciālu [MUAP]. Šis potenciāls uzkrājas muskuļos, kad tas saņem signālu no smadzenēm, lai sarautos vai atslābinātos.

1. darbība. Vairāk par Exo-Arm

Nervu potenciāls

• MOTORVIENĪBAS DARBĪBAS POTENCIĀLS (MUAP) tiek ģenerēts uz mūsu roku virsmas ikreiz, kad mēs savelkam vai atslābinām roku

. • Amplitūda ir 0-10 milivoltu secībā

• Frekvence diapazonā no 0 līdz 500 Hz.

• Šī MUAP ir šī projekta kodols un EMG apstrādes pamats.

EKOSKELETONA ROKA • Tas ir ārējs rāmis, ko var nēsāt uz bioloģiskas rokas

• Tā izmanto neinvazīvu metodi, lai iegūtu MUAP no muskuļiem, lai kontrolētu ietvaru, ko var nēsāt uz bioloģiskas rokas.

• Darbina ar lielu griezes momentu servomotoru.

• Var sniegt palīdzību vai palielināt bioloģiskās rokas stiprību atkarībā no servodzinēja griezes momenta

. • Elektromiogrāfija (EMG) ir piemērota pieeja cilvēka un mašīnas saskarnei (HMI), izmantojot eksoskeletu (EXO).

2. darbība. Nepieciešamie aparatūras rīki:

Noklikšķiniet uz saitēm, lai dotos uz vietu, kur varat iegādāties preces

1) 1x mikrokontrollera plāksne: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Šī mikrokontrollera plāksne mūsu projektā tiek izmantota kā smadzenes, lai kontrolētu eksoskeleta roku. Šis process tiks izmantots, lai savienotu mūsu EMG sensorus ar roku (servomotori).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Tas saņem signālu no EMGelectrodes un kā izeju norāda diferenciālo pieaugumu.

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) DIFFERENCIĀLĀ Pastiprinātāja izeja tiek izlabota, un šī izeja tiek padota uz LOW PASS FILTRU un pēc tam uz GAIN AMPLIFIER.

4) 1x SERVO MOTORS: 180 kg*cm griezes moments. To izmanto rokas kustībai.

5) 3x EMG kabeļi un elektrodi: signāla iegūšanai.

6) 2x akumulators un lādētājs: divi 11,2 V, 5 Ah Li-Po akumulatori, tie tiks izmantoti servo barošanai. Divi 9 V akumulatori, lai darbinātu EMG ķēdi.

7) 1x1 metra alumīnija loksne (3 mm bieza) rāmja konstrukcijai.

Rezistori

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 omi 1%

• 3x 1 kOhm 1%

• 1x 10 kOhm trimmeris

Kondensatori

• 1x 22,0 nF tants

• 1x 0,01 uF keramikas disks

Dažādi

• 2x 1N4148 diode

• Jumper vadi

• 1x osciloskops

• 1x multimetrs

• Skrūves un uzgriežņi

• Velcro sloksnes

• Spilvenu polsterējuma putas

PIEZĪME

a) Jūs varat izvēlēties jebkuru vēlamo mikrokontrolleri, bet tam jābūt ar ADC un PWM tapām.

b) ADTL082/84 (SOIC pakete) vietā var izmantot OP-AMP TL084 (DIP pakotni).

c) Ja nevēlaties izveidot EMG sensoru, noklikšķiniet šeit EMG sensors.

3. darbība. Izmantotā programmatūra:

1) KEIL uVision koda apkopošanai un signāla uzraudzībai.

2) Multisim shēmas projektēšanai un simulācijai.

3) Blenderis rāmja 3D simulācijai.

4) Arduino un apstrāde faktisko sensoru simulācijas testēšanai.

4. solis: METODIKA

Eksoskeleta svira darbojas divos režīmos. Pirmais režīms ir automatizēts režīms, kurā EMG signāli pēc signāla apstrādes komandēs servo un otro manuālo režīmu, potenciometrs - servomotoru.

5. solis: EMG ķēde

6. darbība. Dažādi EMG signālu apstrādes un sensoru testēšanas posmi: