本文關(guān)鍵詞：人體表面肌電信號檢測與神經(jīng)肌肉電刺激儀的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面肌電信號的采集和特征提取具有重要的生理學(xué)意義,不僅有助于專家更好地掌握肌肉的基本特征,同時能夠直觀地顯示肌力的強(qiáng)度。將表面肌電信號與神經(jīng)肌肉電刺激技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于運(yùn)動員的肌肉訓(xùn)練,能夠精確地針對某一特定的肌肉進(jìn)行專項訓(xùn)練,有效地提高訓(xùn)練效率�；谶@樣的目的,本文設(shè)計了一種新型的表面肌電信號檢測和神經(jīng)肌肉電刺激系統(tǒng)。 表面肌電信號檢測電路要求具有高的高輸入阻抗、共模抑制比和良好的噪聲濾除能力。我們采用并聯(lián)型雙運(yùn)放差動放大器、阻容耦合電路以及儀器放大器INA128構(gòu)成初級放大電路對微弱的表面肌電信號進(jìn)行初級放大,并獲得高輸入阻抗和高共模抑制比；引入屏蔽驅(qū)動、右腿驅(qū)動以及浮地電源來進(jìn)一步提高系統(tǒng)的共模抑制比和抗干擾能力；設(shè)計高通和低通濾波器以及50Hz工頻陷波器,對不同頻段的噪聲進(jìn)行濾除。 本系統(tǒng)提出了一種新型的神經(jīng)肌肉電刺激設(shè)計方案,能夠更準(zhǔn)確地控制刺激電流大小和波形,采用單片機(jī)控制DA轉(zhuǎn)換芯片的方式來控制電刺激波形,大大降低了硬件電路設(shè)計的成本；為系統(tǒng)加入多項安全控制措施,有效地避免在實(shí)際操作過程中存在的安全隱患問題。 本文主要從系統(tǒng)框架構(gòu)建和技術(shù)指標(biāo)的設(shè)定到各模塊硬件電路的設(shè)計介紹了下位機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的過程,并對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際測試,證明了系統(tǒng)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：表面肌電信號 檢測 神經(jīng)肌肉電刺激 肌肉訓(xùn)練
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.1.1 肌電信號10
• 1.1.2 肌電信號的研究歷史10-11
• 1.1.3 神經(jīng)肌肉電刺激技術(shù)11
• 1.2 課題的提出和研究意義11-12
• 1.3 主要研究內(nèi)容和論文規(guī)劃12-14
• 1.3.1 課題的主要研究內(nèi)容12
• 1.3.2 本文章節(jié)構(gòu)架12-14
• 2 表面肌電信號14-20
• 2.1 表面肌電(sEMG)信號14-18
• 2.1.1 sEMG信號的特征14-15
• 2.1.2 sEMG信號的特征提取方法15-18
• 2.2 肌電信號的基本采集方法18-19
• 2.3 本章小結(jié)19-20
• 3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計20-23
• 3.1 系統(tǒng)基本工作原理20
• 3.2 系統(tǒng)主要功能和設(shè)計指標(biāo)20-21
• 3.2.1 系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的主要功能20
• 3.2.2 主要設(shè)計指標(biāo)20-21
• 3.3 系統(tǒng)原理框圖21-22
• 3.4 本章小結(jié)22-23
• 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計23-49
• 4.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架23
• 4.2 微弱sEMG信號檢測電路的設(shè)計23-34
• 4.2.1 影響sEMG的因素分析24
• 4.2.2 sEMG前端處理電路設(shè)計框圖24-25
• 4.2.3 初級放大電路的設(shè)計25-26
• 4.2.4 右腿驅(qū)動電路26
• 4.2.5 浮地電源的設(shè)計26-29
• 4.2.6 信號調(diào)理電路的設(shè)計29-34
• 4.3 神經(jīng)肌肉電刺激器的設(shè)計34-40
• 4.3.1 神經(jīng)肌肉電刺激設(shè)計框圖35
• 4.3.2 多參數(shù)波形控制部分35-36
• 4.3.3 高壓控制部分36-37
• 4.3.4 恒流刺激輸出電路37-38
• 4.3.5 模塊電路工作過程說明38-40
• 4.4 基于STC12C5410AD的核心控制電路40-43
• 4.4.1 核心控制單元設(shè)計框圖40-41
• 4.4.2 單片機(jī)外圍電路設(shè)計41-43
• 4.4.3 單片機(jī)與串口的接口電路設(shè)計43
• 4.5 系統(tǒng)電源電路的設(shè)計43-45
• 4.6 系統(tǒng)元器件的介紹45-48
• 4.6.1 微處理器芯片45-47
• 4.6.2 其他外圍元器件的選擇47-48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計49-56
• 5.1 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計與說明49
• 5.2 STC12C5410AD初始化程序49-52
• 5.2.1 單片機(jī)I/O模式配置49-50
• 5.2.2 單片機(jī)串口設(shè)置50
• 5.2.3 上位機(jī)命令解析50-52
• 5.3 sEMG數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計與說明52-53
• 5.4 電刺激控制程序的設(shè)計與說明53-55
• 5.5 本章小結(jié)55-56
• 6 PCB板的設(shè)計與系統(tǒng)測試56-64
• 6.1 PCB板設(shè)計56-57
• 6.1.1 布局56-57
• 6.1.2 布線57
• 6.2 系統(tǒng)測試結(jié)果57-63
• 6.2.1 sEMG前端處理電路的測試結(jié)果57-59
• 6.2.2 神經(jīng)肌肉電刺激電路模塊的測試結(jié)果59-63
• 6.3 本章小結(jié)63-64
• 7 總結(jié)和展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果70-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：352082