Exoskeleton Arm: 9 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Exoskeleton- ը արտաքին շրջանակ է, որը կարելի է կրել կենսաբանական թևի վրա: Այն սնուցվում է շարժիչներով և կարող է օգնություն ցուցաբերել կամ բարձրացնել կենսաբանական թևի ուժը ՝ կախված շարժիչի հզորությունից: Էլեկտրոմիոգրաֆիան (ԷՄԳ) էկզոկմախքի օգնությամբ մարդ-մեքենա միջերեսի հարմար մոտեցումն է:

ԷՄԳ -ի հետ աշխատելիս մենք իրականում չափում ենք մկանային մանրաթելերում առաջացած շարժիչային միավորի գործողության ներուժը [MUAP]: Այս ներուժը կուտակվում է մկանների մեջ, երբ ուղեղից ազդանշան է ստանում ՝ պայմանավորվելու կամ հանգստանալու համար:

Քայլ 1. Ավելին Exo-Arm- ի մասին

Նյարդային ներուժը

• Շարժիչային միավորի գործողության հզորություն (MUAP) առաջանում է մեր զենքի մակերեսին, երբ մենք ձեռք ենք սեղմում կամ թուլացնում

. • Ամպլիտուդը 0-10 միլիվոլտ է

• Հաճախականությունը 0-500 Հց միջակայքում:

• Այս MUAP- ն այս ծրագրի առանցքն է և EMG- ի մշակման հիմքը:

ԷԿՍՈՍԿԵԼԵՏՈՆ ԲԱՆԿ • Այն արտաքին շրջանակ է, որը կարելի է կրել կենսաբանական թևի վրա

• Այն օգտագործում է ոչ ինվազիվ մեթոդ ՝ մկաններից MUAP ձեռք բերելու համար ՝ շրջանակը վերահսկելու համար, որը կարելի է կրել կենսաբանական թևի վրա:

• Աշխատում է բարձր ոլորող մոմենտ ստեղծող servo շարժիչով:

• Կարող է օգնություն ցուցաբերել կամ բարձրացնել կենսաբանական թևի ուժը `կախված սերվո շարժիչի ոլորող մոմենտից

. • Էլեկտրոմիոգրաֆիան (EMG) հարմար մոտեցում է մարդ-մեքենա ինտերֆեյսի (HMI) էկզոկմախքի (EXO) օգնությամբ:

Քայլ 2: Պահանջվող ապարատային գործիքներ

Կտտացրեք հղումներին, որպեսզի գնաք այնտեղ, որտեղ կարող եք ապրանքներ գնել

1) 1x Microcontroller board: EVAL-ADuCM360 PRECISION ANALOG MICROCONTROLLER (Analog Devices Inc.) Այս միկրոկոնտրոլերային տախտակը օգտագործվում է մեր նախագծում որպես ուղեղ ՝ էկզոկմախքի թևը վերահսկելու համար: Այս գործընթացը կօգտագործվի մեր EMG սենսորների թևին (սերվո շարժիչներ) միացնելու համար:

2) 1x AD620AN. (Անալոգային սարքեր Inc.) Սա ազդանշան է ստանում EMGelectrodes- ից և որպես ելք տալիս դիֆերենցիալ շահույթը:

3) 2x OP-AMP: ADTL082/84 (Analog Devices Inc.) ՏԱՐԲԵՐԱՅԻՆ ուժեղացուցիչից ելքը ուղղվում է, և այս ելքը սնվում է LOW PASS FILTER- ին, այնուհետև GAIN AMPLIFIER- ին:

4) 1x SERVO Շարժիչ ՝ 180 կգ*սմ ոլորող մոմենտ: Այն օգտագործվում է ձեռքի շարժման համար:

5) 3x EMG մալուխներ և էլեկտրոդներ. Ազդանշանի ձեռքբերման համար:

6) 2x մարտկոց և լիցքավորիչ. Երկու 11.2V, 5Ah Li-Po մարտկոց, այն կօգտագործվի սերվոյի սնուցման համար: Երկու 9V մարտկոց `ԷՄԳ -ի միացման համար:

7) շրջանակի նախագծման համար 1x1 մետր ալյումինե թերթ (3 մմ հաստությամբ):

Ռեզիստորներ

• 5x 100 kOhm 1%

• 1x 150 Օմ 1%

• 3x 1 կՕմ 1%

• 1x 10 kOhm հարմարվողական

Կոնդենսատորներ

• 1x 22.0 nF Տանտ

• 1x 0.01 uF կերամիկական սկավառակ

Տարբեր

• 2x 1N4148 դիոդ

• Թռիչքային լարեր

• 1x օսլիլոսկոպ

• 1x բազմաչափ

• Ընկույզ և պտուտակներ

• Velcro շերտեր

• Բարձի լցոնման փրփուր

ՆՇՈՒՄ

ա) Դուք կարող եք ընտրել ցանկացած նախընտրելի միկրոկառավարիչ, բայց այն պետք է ունենա ADC և PWM կապիչներ:

բ) OP-AMP TL084 (DIP փաթեթ) կարող է օգտագործվել ADTL082/84 (SOIC փաթեթ) փոխարեն:

գ) Եթե չեք ցանկանում կառուցել EMG սենսոր, կտտացրեք այստեղ EMG ցուցիչ:

Քայլ 3: Օգտագործված ծրագրակազմ

1) KEIL uVision ՝ ծածկագիրը կազմելու և ազդանշանը վերահսկելու համար:

2) Multisim սխեմաների նախագծման և մոդելավորման համար:

3) բլենդեր `շրջանակի 3D մոդելավորման համար:

4) Arduino և մշակում սենսորային մոդելավորման իրական փորձարկման համար:

Քայլ 4: Մեթոդոլոգիա

Էկզոկմախքի թևն աշխատում է երկու ռեժիմով: Առաջին ռեժիմը ավտոմատացված ռեժիմ է, որի դեպքում EMG ազդանշանները ազդանշանի մշակումից հետո կհանձնեն servo և երկրորդ մեխանիկական ռեժիմը, պոտենցիոմետրը `սերվո շարժիչին:

Քայլ 5: EMG միացում

Քայլ 6. EMG ազդանշանի մշակման և սենսորների փորձարկման տարբեր փուլեր