Exoskelettarm: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Exoskeleton är ett yttre ramverk som kan bäras på en biologisk arm. Den drivs av ställdon och kan ge assistans eller öka styrkan hos den biologiska armen, beroende på manöverdonets kraft. Elektromyografi (EMG) är ett lämpligt tillvägagångssätt för gränssnitt mellan människa och maskin med hjälp av exoskelet.

När vi arbetar med EMG mäter vi faktiskt motorenhetens åtgärdspotential [MUAP] som genereras i muskelfibrerna. Denna potential byggs upp i musklerna när den får en signal från hjärnan att dra ihop sig eller slappna av.

Steg 1: Mer om Exo-Arm

Nervpotentialen

• MOTORENHET POTENTIAL (MUAP) genereras på ytan av våra armar när vi drar ihop oss eller slappnar av i armen

. • Amplituden är i storleksordningen 0-10 millivolt

• Frekvensen mellan 0-500Hz.

• Denna MUAP är kärnan i detta projekt och grunden för EMG -bearbetning.

EXOSKELETON ARM • Det är ett yttre ramverk som kan bäras på en biologisk arm

• Det använder en icke-invasiv metod för att förvärva MUAP från muskler för att styra ramverket, som kan bäras på en biologisk arm.

• Drivs av en servomotor med högt vridmoment.

• Kan ge hjälp eller öka styrkan på den biologiska armen, beroende på servomotorns vridmoment

. • Elektromyografi (EMG) är ett lämpligt tillvägagångssätt för gränssnittet mellan människor och maskiner (HMI) med hjälp av exoskelet (EXO).

Steg 2: Obligatoriska maskinvaruverktyg:

Klicka på länkarna för att gå till var du kan köpa varor

1) 1x Microcontroller board: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Detta mikrokontrollerkort används i vårt projekt som hjärnan för att styra exoskeletarmen. Denna process kommer att användas för att koppla samman våra EMG -sensorer med armen (servomotorer).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Detta tar emot signal från EMGelectrodes och ger differentiell förstärkning som utgång.

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) Utsignalen från DIFFERENTIAL AMPLIFIER korrigeras och denna utmatning matas till LOW PASS FILTER och sedan till GAIN AMPLIFIER.

4) 1x SERVOMOTORER: 180 kg*cm vridmoment. Den används för rörelse av armen.

5) 3x EMG -kablar och elektroder: För inhämtning av signal.

6) 2x batteri och laddare: Två 11,2V, 5Ah Li-Po-batteri, det kommer att användas för att driva servon. Två 9V batteri för att driva EMG -kretsen.

7) 1x1 meter aluminiumplåt (3 mm tjock) för ramdesign.

Motstånd

• 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 skiva

Övrigt

• 2x 1N4148 -diod

• Bygeltrådar

• 1x Oscilloskop

• 1x multimeter

• Muttrar och bultar

• Kardborreband

• Skum med vaddering

NOTERA

a) Du kan välja vilken mikrokontroller som helst, men den bör ha ADC- och PWM -stift.

b) OP-AMP TL084 (DIP-paket) kan användas istället för ADTL082/84 (SOIC-paket).

c) Om du inte vill bygga EMG -sensor, klicka här EMG -sensor.

Steg 3: Använd programvara:

1) KEIL uVision för att sammanställa koden och övervaka signalen.

2) Multisim för kretsdesign och simulering.

3) Blender för 3D -simulering av ram.

4) Arduino och bearbetning för faktisk sensorsimuleringstestning.

Steg 4: METOD

Exoskelettarmen fungerar i två lägen. Första läget är automatiserat läge där EMG -signaler efter signalbehandlingen kommer att styra servon och det andra manuella läget, en potentiometer kommer att styra servomotorn.

Steg 5: EMG -krets

Steg 6: Olika steg i EMG -signalbehandling och sensortestning: