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delsys便攜式肌電信號采集及人體動作識別設計方案

瀏覽次數:5191 發布日期:2017-5-16  來源:本站 僅供參考,謝絕轉載,否則責任自負

本文設計前端模擬電路采集人體手臂、腿上的表面肌電信號,并進行一定的信號濾波,包括低通、高通,放大后通過美delsys肌電處理器的A/D實現模數轉換,進而簡單數字濾波、處理,繪制表面肌電圖(sEMG)以及通過特征提取、模式識別等方法,判別人體一分的簡單動作。

一、方案背景

肌電信號作為生物電信號的一種,是產生肌肉動力的電信號根源,它是肌肉中很多運動單元的動作電位在時間和空間上的疊加,很大程度上上反應了神經、肌肉的運動狀態。從獲取肌電信號的來源來看,一般有兩種,一種是通過針電插入肌肉獲取,即針式肌電信號,其優點是干擾小,易辨識,但是會對人體成傷害;另外一種通過電片獲取人體皮膚表面的肌電信號,即表面肌電信號(sEMG),這種方法簡單,對人體也沒有傷害,常用。本設計中采集的是表面肌電信號。

表面肌電信號可以從人體很多位獲取,比如小腿、大腿、腰、后背、頸等,從不同位獲取的表面肌電信號攜帶著相應位的運動和能信息。例如,腿上的肌電信號反應腿的運動狀態,如行走、跑步、蹲下等。將表面肌電信號用于研究人體運動狀態有著非常重要的價值。在療康復程中,表面肌電信號可以用于病人治療,在仿生學中,delsys表面肌電信號可以用于人假肢的研究。

二、方案整體設計  

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  圖1 方案系統框圖

從上面設計框圖中可以看出,系統設計主要由5個分組成,其中濾波與放大是電路設計的主要分,因為如果采集不到表面肌電信號后面的作將無法進行。信號轉換主要是做A/D轉換作,信號表示就是要繪制表面肌電圖。

三、方案硬件設計

  

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  圖2 系統硬件分設計框圖

硬件設計分,主要是四個模塊:模擬信號模塊,微處理器模塊,TFT顯示模塊和電源模塊,上圖已用不同顏色加以標記。

四、軟件設計流程圖  

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  圖3 軟件設計流程圖

五、方案實物圖  

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圖4 各模塊實物圖(包括傳感器、無線接收)

2017年5月25日由美delsys和世紀天鴻際集團聯合主辦的delsys EMG經驗交流會在上海交大隆重舉行。會議費用免,有想報名的可掃描二維碼進行提交報名。

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發布者:世紀天鴻國際集團股份有限公司
聯系電話:010- 58349303 52721395
E-mail:ctth08@163.com

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