Ruka egzoskeleta: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Egzoskelet je vanjski okvir koji se može nositi na biološkoj ruci. Pokreću ga aktuatori i može pružiti pomoć ili povećati snagu biološke ruke, ovisno o snazi pogona. Elektromiografija (EMG) je prikladan pristup za sučelje čovjek-mašina uz pomoć egzoskeleta.

Prilikom rada s EMG -om zapravo mjerimo akcijski potencijal motoričkih jedinica (MUAP) generiran u mišićnim vlaknima. Ovaj potencijal se nakuplja u mišićima kada primi signal iz mozga da se stegne ili opusti.

Korak 1: Više o Exo-Armu

Potencijal živaca

• AKCIJSKI POTENCIJAL MOTORNE JEDINICE (MUAP) generira se na površini naših ruku svaki put kada stegnemo ili opustimo ruku

. • Amplituda je od 0-10 milivolta

• Frekvencija između 0-500Hz.

• Ovaj MUAP je jezgra ovog projekta i osnova EMG obrade.

EKZOZEKLETONSKA RUKA • To je vanjski okvir koji se može nositi na biološkoj ruci

• Koristi se neinvazivnom metodom za dobivanje MUAP-a od mišića radi kontrole okvira, koji se može nositi na biološkoj ruci.

• Pokreće se servo motorom velikog zakretnog momenta.

• Može pružiti pomoć ili povećati snagu biološke ruke, ovisno o okretnom momentu servo motora

. • Elektromiografija (EMG) je prikladan pristup za sučelje čovjek-mašina (HMI) uz pomoć egzoskeleta (EXO).

Korak 2: Potrebni hardverski alati:

Kliknite na veze da biste otišli do mjesta gdje možete kupiti artikle

1) 1x ploča mikrokontrolera: EVAL-ADuCM360 ANALOGNI MIKROKONTROLER PRECICION ANALOGA (Analog Devices Inc.) Ova ploča mikrokontrolera se koristi u našem projektu kao mozak za kontrolu ruke egzoskeleta. Ovaj proces će se koristiti za povezivanje naših EMG senzora s rukom (servo motori).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) Ovaj uređaj prima signal od EMGelektroda i daje izlaz kao izlaz.

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) Izlaz iz DIFERENCIJALNOG POJAČALA se ispravlja i ovaj izlaz se dovodi u NISKOPASNI FILTER, a zatim U POJAČALO POJAČANJA.

4) 1x SERVO MOTORI: 180 kg*cm obrtnog momenta. Koristi se za kretanje ruke.

5) 3x EMG kablovi i elektrode: Za prikupljanje signala.

6) 2x baterija i punjač: dvije Li-Po baterije od 11,2 V, 5Ah, koristit će se za napajanje servo-a. Dvije 9V baterije za napajanje EMG kruga.

7) 1x1 metar aluminijumski lim (debljine 3 mm) za dizajn okvira.

Otpornici

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 Ohm 1%

• 3x 1 kOhm 1%

• 1x 10 kOhm trimer

Kondenzatori

• 1x 22,0 nF Tant

• 1x 0,01 uF keramički disk

Ostalo

• 2x 1N4148 dioda

• Premosne žice

• 1x osciloskop

• 1x multimetar

• Matice i vijci

• Čičak trake

• Pena za oblaganje jastuka

BILJEŠKA

a) Možete odabrati bilo koji željeni mikrokontroler, ali bi trebao imati ADC i PWM pinove.

b) OP-AMP TL084 (DIP paket) može se koristiti umjesto ADTL082/84 (SOIC paket).

c) Ako ne želite da napravite EMG senzor, kliknite ovde EMG senzor.

Korak 3: Korišteni softver:

1) KEIL uVision za sastavljanje koda i praćenje signala.

2) Multisim za projektovanje kola i simulaciju.

3) Blender za 3D simulaciju okvira.

4) Arduino i obrada za testiranje simulacije stvarnog senzora.

Korak 4: METODOLOGIJA

Ruka egzoskeleta radi u dva načina. Prvi način rada je automatizirani način u kojem EMG signali nakon obrade signala zapovijedaju servo i drugi ručni način rada, potenciometar će upravljati servo motorom.

Korak 5: EMG krug

Korak 6: Različite faze u obradi EMG signala i testiranju senzora: