便攜式肌電信號采集及人體動(dòng)作識別設計方案

發(fā)布時(shí)間:2015-11-4 09:51    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: 微處理器
  一、方案背景
  肌電信號作為生物電信號的一種,是產(chǎn)生肌肉動(dòng)力的電信號根源,它是肌肉中很多運動(dòng)單元的動(dòng)作電位在時(shí)間和空間上的疊加,很大程度上上反應了神經(jīng)、肌肉的運動(dòng)狀態(tài)。從獲取肌電信號的來(lái)源來(lái)看,一般有兩種,一種是通過(guò)針電極插入肌肉獲取,即針式肌電信號,其優(yōu)點(diǎn)是干擾小,易辨識,但是會(huì )對人體造成傷害;另外一種通過(guò)電極片獲取人體皮膚表面的肌電信號,即表面肌電信號(sEMG),這種方法比較簡(jiǎn)單,對人體也沒(méi)有傷害,比較常用。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部位獲取,比如小腿、大腿、腰、后背、頸部等,從不同部位獲取的表面肌電信號攜帶著(zhù)相應部位的運動(dòng)和功能信息。例如,腿上的肌電信號反應腿部的運動(dòng)狀態(tài),如行走、跑步、蹲下等。將表面肌電信號用于研究人體運動(dòng)狀態(tài)有著(zhù)非常重要的價(jià)值。在醫療康復工程中,表面肌電信號可以用于病人治療,在仿生學(xué)中,表面肌電信號可以用于人工假肢的研究。
  二、方案整體設計
  


  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(gè)部分組成,其中濾波與放大是電路設計的主要部分,因為如果采集不到表面肌電信號后面的工作將無(wú)法進(jìn)行。信號轉換主要是做A/D轉換工作,信號表示就是要繪制表面肌電圖。
  三、方案硬件設計
  


  圖2 系統硬件部分設計框圖
  硬件設計部分,主要是四個(gè)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。
                               
               
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