文章在闡述人體肌電信號產(chǎn)生的生理學(xué)機(jī)理基礎(chǔ)上,分析了表面肌電信號非平穩(wěn)性特征,歸納了肌電信號的應(yīng)用領(lǐng)域,指出表面肌電信號采集方法與處理過程,最后對表面肌電信號應(yīng)用于人機(jī)接口控制肌電假肢進(jìn)行了初步研究。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新. 2020,(07)

【文章頁數(shù)】：2 頁

【部分圖文】：

肌電信號產(chǎn)生機(jī)理示意圖

通過上面的采集實(shí)驗(yàn)，使用銀-氯化銀表面電極獲得到的大量人體上臂動(dòng)作的表面肌電信號通常很微弱，一般不超過5毫伏，有些甚至是微伏級的，而且里面混雜有噪聲干擾。需要進(jìn)行濾波，然后才能提取時(shí)頻域的特征，信號處理流程如下：如圖2所示，首先采用高精密儀用放大器，設(shè)計(jì)多級放大電路提高信號幅值。又由于干擾源多樣性，必須通過多種方式來降低噪聲，詳見參考文獻(xiàn)2。只有濾除噪聲干擾，才能提取信號有用特征，為此筆者設(shè)計(jì)了巴特沃斯濾波器，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)調(diào)整，可以較好地濾除干擾，又不損失太多有用的肌電信號，為后續(xù)特征提取與動(dòng)作模式識別奠定了基礎(chǔ)。

使用肌電信號控制的假肢，實(shí)物如圖3所示，該假肢有三個(gè)手指，拇指、食指和中指，用一個(gè)微型電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)完成驅(qū)動(dòng)，假手后端連接的筒壁用高性能樹脂材料制作，輕薄有韌性，方便套在殘臂上。手指前端可以套上乳膠手套，外表逼真，具備仿生功能。能根據(jù)殘疾人神經(jīng)以及上肢殘臂的肌肉動(dòng)作去控制假手的張開、合攏，完成相應(yīng)的抓取與放開等基本動(dòng)作。該肌電假手可以根據(jù)殘疾患者的實(shí)際情況定制手臂的粗細(xì)、長短等，手指也可以設(shè)計(jì)，使其穿戴更加合身，工作可靠，為他們?nèi)粘Ｐ袆?dòng)帶來很多便利，顯著提高其生活質(zhì)量。為了能夠控制肌電假肢精準(zhǔn)反映使用者意圖，實(shí)現(xiàn)多自由度靈巧操作。還需要通過大量試驗(yàn)，采集更多不同被試者前臂、手腕部、甚至是手指精細(xì)動(dòng)作對應(yīng)的肌電信號，并且綜合運(yùn)用多種信號分析方法如小波分析、主成分分析等，合理提取特征參數(shù)，設(shè)計(jì)先進(jìn)的分類器，通過大量學(xué)習(xí)訓(xùn)練，最終做出準(zhǔn)確模式分類，用于驅(qū)動(dòng)假肢精準(zhǔn)完成不同動(dòng)作，進(jìn)一步提高使用者生活質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面肌電信號采集與抗干擾技術(shù)研究[J]. 侯秀麗,許美玨,李慶.  技術(shù)與市場. 2019(03)
[2]一種肌電假手的自適應(yīng)模糊控制方法[J]. 吳常鋮,宋愛國,章華濤.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2013(06)



本文編號：3093953