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表面肌电信号用于假肢控制的研究

李大鹏  
【摘要】:由于肌电控制假肢具有直接、自然的特点,利用表面肌电控制的假肢已成为外部动力假肢中数量占绝对优势的一类。但肌电假肢也存在一些问题,如肌电控制假肢患者肌肉易疲劳,信息模式的重复再现性差,模式亦不稳定,外电场对其干扰严重等。 本文讨论了用于假肢控制的表面肌电信号提取的一般特点,提出了提取表面肌电的前置电路应具有的品质,并且选用新型IC器件实现了一种品质良好的前置放大器及滤波电路。利用数据采集卡DAQ2006和LabVIEW软件平台搭建了表面肌电信号采集系统。为了评价设计的电路,利用这些装置,设计了一组实验,对电路做了一系列测试,并且通过与现有肌电仪NORAXOM MYOSYSTEM 1200的比对,提出存在的问题。 利用采集到的表面肌电信号,本文对表面肌电信号的数学模型作了验证。实验表明,表面肌电信号可以作为零均值的、具有可控方差σ2的高斯过程来建立数学模型。 人手是一个复杂而灵巧的器官,参考商品化的假手,本课题设计了简易的假手机械装置,主要目的是验证肌电信号对假手的控制作用。 肌电阈值控制尽管是一种简单的假肢控制方式,但这种方式控制简单、可靠。本文采用新型电子集成芯片,给出一种新型肌电假肢的阈值控制驱动方案,克服以往分立元件组成的电路元件多、体积大、功耗大、抗干扰能力弱的缺点,有希望将假肢成本降下来。实验表明,该电路工作稳定,假肢误动作率低。


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