ذراع الهيكل الخارجي: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

الهيكل الخارجي هو إطار خارجي يمكن ارتداؤه على ذراع بيولوجية. يتم تشغيله بواسطة مشغلات ويمكنه تقديم المساعدة أو زيادة قوة الذراع البيولوجية ، اعتمادًا على قوة المشغل. تخطيط كهربية العضل (EMG) هو النهج المناسب للواجهة بين الإنسان والآلة بمساعدة الهيكل الخارجي.

عند العمل مع مخطط كهربية العضل ، قمنا في الواقع بقياس جهد عمل الوحدة الحركية [MUAP] المتولد في ألياف العضلات. تتراكم هذه الإمكانات في العضلات عندما تتلقى إشارة من الدماغ للتقلص أو الاسترخاء.

الخطوة 1: المزيد حول Exo-Arm

إمكانات العصب

• يتم إنشاء إمكانات عمل وحدة المحرك (MUAP) على سطح أذرعنا عندما نتعاقد أو نرخي ذراعنا

. • السعة بترتيب 0-10 ملي فولت

• التردد بين 0-500 هرتز.

• MUAP هذا هو جوهر هذا المشروع وأساس معالجة فريق الإدارة البيئية.

ذراع EXOSKELETON • إنه إطار خارجي يمكن ارتداؤه على ذراع بيولوجية

• تستخدم طريقة غير جراحية للحصول على MUAP من العضلات للتحكم في الهيكل ، والتي يمكن ارتداؤها على ذراع بيولوجية.

• مدعوم بمحرك سيرفو عالي العزم.

• يمكن أن توفر المساعدة أو تزيد من قوة الذراع البيولوجية ، اعتمادًا على عزم دوران المحرك المؤازر

. • تخطيط كهربية العضل (EMG) هو الأسلوب المناسب للواجهة بين الإنسان والآلة (HMI) بمساعدة الهيكل الخارجي (EXO).

الخطوة الثانية: أدوات الأجهزة المطلوبة:

انقر فوق الروابط للذهاب إلى حيث يمكنك شراء العناصر

1) لوحة متحكم 1x: EVAL-ADuCM360 متناظر دقيق MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) يتم استخدام لوحة التحكم الدقيقة هذه في مشروعنا كعقل للتحكم في ذراع الهيكل الخارجي. سيتم استخدام هذه العملية لربط مستشعرات مخطط كهربية العضل الخاصة بنا بالذراع (محركات مؤازرة).

2) 1x AD620AN: (Analog Devices Inc.) هذا يتلقى إشارة من EMGelectrodes ويعطي الكسب التفاضلي كإخراج.

3) 2x OP-AMP: ADTL082 / 84 (Analog Devices Inc.) يتم تصحيح الإخراج من مكبر الصوت التفاضلي ويتم تغذية هذا الإخراج إلى LOW PASS FILTER ثم إلى GAIN AMPLIFIER.

4) عدد 1 محركات مؤازرة: عزم دوران 180 كجم * سم. يتم استخدامه لحركة الذراع.

5) 3x EMG الكابلات والأقطاب الكهربائية: لاكتساب الإشارة.

6) 2x البطارية والشاحن: بطاريتان 11.2V ، 5Ah Li-Po ، سيتم استخدامها لتشغيل المؤازرة. بطاريتان 9V لتشغيل دائرة EMG.

7) لوح ألومنيوم 1x1 متر (3 مم) لتصميم الإطار.

المقاومات

• 5 × 100 كيلو أوم 1٪

• 1 × 150 أوم 1٪

• 3x 1 كيلو أوم 1٪

• 1x 10 كيلو أوم الانتهازي

المكثفات

• 1x 22.0 nF Tant

• قرص سيراميك 1x 0.01 uF

متفرقات

• 2x 1N4148 ديود

• أسلاك توصيل

• 1x راسم الذبذبات

• 1x المتعدد

• الصواميل والمسامير

• شرائط الفيلكرو

• وسادة رغوة الحشو

ملاحظة

أ) يمكنك اختيار أي متحكم مفضل ولكن يجب أن يحتوي على دبابيس ADC و PWM.

ب) يمكن استخدام OP-AMP TL084 (حزمة DIP) بدلاً من ADTL082 / 84 (حزمة SOIC).

ج) إذا كنت لا ترغب في بناء مستشعر EMG ، فانقر هنا EMG Sensor.

الخطوة الثالثة: البرامج المستخدمة:

1) KEIL uVision لتجميع الشفرة ومراقبة الإشارة.

2) Multisim لتصميم الدوائر والمحاكاة.

3) خلاط لمحاكاة ثلاثية الأبعاد للإطار.

4) Arduino والمعالجة لاختبار محاكاة المستشعر الفعلي.

الخطوة 4: المنهجية

يعمل ذراع الهيكل الخارجي في وضعين: الوضع الأول هو الوضع الآلي الذي تقوم فيه إشارات EMG بعد معالجة الإشارة بتحكم المؤازرة والوضع اليدوي الثاني ، وسيصدر مقياس الجهد محرك سيرفو.

الخطوة 5: حلبة EMG

الخطوة 6: مراحل مختلفة في معالجة إشارات EMG واختبار أجهزة الاستشعار: