Control mioeléctrico de una prótesis de miembro superior - Mano
Myoelectric control for a upper limb prosthesis
Citación
Fecha
2018-01-24Autor
Alzate Arias, Nicolás
Título obtenido
Ingeniero en Mecatrónica
Ingeniero en Mecatrónica
Palabras claves
; cinematica; robotica; protesis
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Resumen
Para una persona con amputación de mano, una prótesis mecánica o cosmética no
proporciona las funciones suficientes como para ser un remplazo aceptable del miembro
perdido, por esto este trabajo de grado realiza el control mioeléctrico de una prótesis
de mano derecha, por medio de señales musculares del antebrazo, de tal manera que se
puedan realizar ciertos movimientos y agarres con la prótesis solo al tensionar ciertos
músculos. Para la elaboración de este control, es necesario realizar una etapa de acondicionamiento
de señal, la cual consta de un amplificador de instrumentación y un filtro
pasabanda de octavo grado, a continuación, la señal adquirida por los 6 músculos filtrada
y amplificada, pasa por un conversor análogo digital para ser comunicada vía USB a un
computador. Es necesario poder garantizar una frecuencia de muestreo ya que, para hacer
un análisis de frecuencia, los datos deben ser equidistantes en tiempo para poder interpretar
correctamente los datos resultantes de transformada rápida de Fourier. Una vez
los datos en el computador, se procede a hacer un análisis en frecuencia para encontrar
patrones en ciertas muestras, y por medio de técnicas de inteligencia artificial, reconocer
patrones en las señales entrantes y así detectar que movimientos se están realizando
interpretando las señales musculares. Ya interpretada la información es necesario enviar
las señales de cada servomotor, por un circuito de potencia, para mover las articulaciones
y así replicar el gesto en la prótesis de mano.
For a person with hand amputation, a mechanical or cosmetic prosthesis does not
provides enough functionality to be an acceptable replacement for the lost member, that's the reason why this article presents the myoelectric control of a prosthesis
for the right hand, using muscular signals from the forearm, in such a way that the prosthesis can perform certain movements and grips with only activating certain
muscles. For the elaboration of this control, it is necessary to design a electronic conditioning stage, which consists of an instrumentation amplifier and an
eighth grade passband filter, then the filtered signal acquired by the 6 selected muscles
and amplified goes through a digital analog converter to be communicated via USB to a
computer. It is necessary to be able to guarantee a sampling frequency so the data must be equidistant in time to be able to interpret
correctly the data resulting from fast Fourier transform to make
a optimal frequency analysis. Once
the data is already in the computer, we proceed to do a frequency analysis to find
patterns in certain samples, and by means of artificial intelligence techniques, recognize
patterns in the incoming signals and thus detect which movements are being made
interpreting the muscle signals. Once the information has been interpreted, it is necessary to send
the signals of each servomotor, by a power circuit, to move the joints
and replicate the gesture in the hand prosthesis.
Colecciones
- Ingeniería Mecatrónica [216]