便携式肌电信号采集及人体动作识别设计方案

发布日期:2015-03-21 10:56,查看次数:777

一、方案背景

肌电信号作为生物电信号的一种,是产生肌肉动力的电信号根源,它是肌肉中很多运动单元的动作电位在时间和空间上的叠加,很大程度上上反应了神经、肌 肉的运动状态。从获取肌电信号的来源来看,一般有两种,一种是通过针电极插入肌肉获取,即针式肌电信号,其优点是干扰小,易辨识,但是会对人体造成伤害; 另外一种通过电极片获取人体皮肤表面的肌电信号,即表面肌电信号(sEMG),这种方法比较简单,对人体也没有伤害,比较常用。本设计中采集的是表面肌电 信号。

表面肌电信号可以从人体很多部位获取,比如小腿、大腿、腰、后背、颈部等,从不同部位获取的表面肌电信号携带着相应部位的运动和功能信息。例如,腿 上的肌电信号反应腿部的运动状态,如行走、跑步、蹲下等。将表面肌电信号用于研究人体运动状态有着非常重要的价值。在医疗康复工程中,表面肌电信号可以用 于病人治疗,在仿生学中,表面肌电信号可以用于人工假肢的研究。

二、方案整体设计

 

 

从上面设计框图中可以看出,系统设计主要由5个部分组成,其中滤波与放大是电路设计的主要部分,因为如果采集不到表面肌电信号后面的工作将无法进行。信号转换主要是做A/D转换工作,信号表示就是要绘制表面肌电图。

三、方案硬件设计

 

 

硬件设计部分,主要是四个模块:模拟信号模块,微处理器模块,TFT显示模块和电源模块,上图已用不同颜色加以标记。


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