一、方案背景 肌電信號作為生物電信號的一種,是產生肌肉動力的電信號根源,它是肌肉中很多運動單元的動作電位在時間和空間上的疊加,很大程度上上反應了神經、肌肉的運動狀態。從獲取肌電信號的來源來看,一般有兩種,一種是通過針電極插入肌肉獲取,即針式肌電信號,其優點是干擾小,易辨識,但是會對人體造成傷害;另外一種通過電極片獲取人體皮膚表面的肌電信號,即表面肌電信號(sEMG),這種方法比較簡單,對人體也沒有傷害,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相應部位的運動和功能信息。例如,腿上的肌電信號反應腿部的運動狀態,如行走、跑步、蹲下等。將表面肌電信號用于研究人體運動狀態有著非常重要的價值。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法進行。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。 |