基于FPGA的下肢肌電信號(hào)數(shù)據(jù)采集與傳輸研究.pdf

1、康復(fù)訓(xùn)練是恢復(fù)和提高運(yùn)動(dòng)型障礙患者肢體運(yùn)動(dòng)能力的重要手段。傳統(tǒng)的康復(fù)方法以治療師輔助訓(xùn)練為主，效率低，不能滿足康復(fù)的需求?；诩‰娦盘?hào)控制的下肢康復(fù)機(jī)器人是通過(guò)采集人體下肢的肌電信號(hào)進(jìn)行處理，識(shí)別人的運(yùn)動(dòng)意圖以控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，通過(guò)機(jī)器人帶動(dòng)肢體運(yùn)動(dòng)達(dá)到康復(fù)訓(xùn)練的目的。
　　 作為康復(fù)機(jī)器人的控制信號(hào)源，肌電信號(hào)的采集是實(shí)現(xiàn)康復(fù)機(jī)器人功能的前提和基礎(chǔ)。由于肌電信號(hào)的微弱性、易受干擾等特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)一個(gè)能采集有效肌電信號(hào)、方便實(shí)用

2、、性能穩(wěn)定的肌電信號(hào)采集設(shè)備對(duì)于實(shí)現(xiàn)肌電信號(hào)的控制作用具有關(guān)鍵的意義。
　　 本文根據(jù)下肢康復(fù)機(jī)器人的功能需求和肌電信號(hào)的特點(diǎn)，研究設(shè)計(jì)了一個(gè)低成本、實(shí)用方便、采集精度高、傳輸速度快、實(shí)時(shí)性好的多通道肌電信號(hào)采集傳輸系統(tǒng)。首先分析了該系統(tǒng)的功能需求，根據(jù)肌電信號(hào)的特點(diǎn)，以虛擬儀器理論為指導(dǎo)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu)，包括信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)傳輸接口電路、FPGA邏輯控制電路和上位機(jī)軟件等功能模塊。其次，選擇合理的芯片，對(duì)

3、系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了信號(hào)調(diào)理電路、以A/D芯片為核心的數(shù)據(jù)采集電路和以PCI9052為核心的數(shù)據(jù)傳輸接口電路，并使用FPGA作為控制芯片設(shè)計(jì)邏輯控制電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集過(guò)程和傳輸過(guò)程的控制。然后，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了上位機(jī)軟件，包括驅(qū)動(dòng)程序和應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了軟件對(duì)采集設(shè)備和過(guò)程的控制，使設(shè)備“虛擬化”。最后進(jìn)行了肌電信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了系統(tǒng)的應(yīng)用效果。
　　 在實(shí)現(xiàn)各功能模塊的基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)采集電路、數(shù)據(jù)傳輸接口電路、邏