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Title: Diseño e implementación de un sistema de adquisición basado en señales mioeléctricas para la ejecución de movimientos en una prótesis didáctica de miembro superior derecho
Authors: Arcos Hurtado, Edgar Francisco
Renteria Vivero, Juberth Andres
Keywords: Señal Mioeléctrica
Sistemas de Adquisición
Plataforma Didáctica
Caracterización de Movimientos
Issue Date: 2019
Publisher: Universidad Santiago de Cali
Citation: Renteria Vivero, J. A. (2019). Diseño e implementación de un sistema de adquisición basado en señales mioeléctricas para la ejecución de movimientos en una prótesis didáctica de miembro superior derecho. Universidad Santiago de Cali.
Abstract: Myoelectric signals are electrical signals produced by a muscle during the process of contraction and relaxation, each time an individual makes a movement, for example, elbow flexion. These signals can be used in the sense that with the correct acquisition and processing of myoelectric signals, it could be possible to design mechanisms that simulate movements or, failing that, the design of prostheses. In this article, the acquisition and processing of myoelectric signals and the development of a didactic prosthesis that simulates the flexion-extension movements of the elbow, pronosupination of the forearm, flexion-extension of the fingers and rotation of the thumb are performed. The data acquisition system consists of a system of surface electrodes and MyoWare muscle sensors, the acquisition hardware is based on an Arduino Mega 2560 and the controller software programmed with a state machine, connected by serial port to a computer with the software of Matlab® processing. Then, the didactic platform for teaching biomechatronics is designed and built, where the student can interact with an acquisition system based on myoelectric signals integrated into a didactic prosthesis with servomotor components and a gearmotor, with its proper graphic interface. The platform allows the acquisition of myoelectric signals in 4 different positions, where a characteristic vector of the performed movements is obtained. The platform allowed to simulate and adequately characterize the flexion-extension movements of the elbow, pronosupination of the forearm, flexion-extension of the fingers and rotation of the thumb. This platform will allow specific studies of the movement of the upper limb in a didactic way, with the capacity that in later studies other movements can be characterized or the simple combination of these
Description: Las señales mioeléctricas, son señales eléctricas producidas por un músculo durante el proceso de contracción y relajación, cada vez que un individuo realice un movimiento, por ejemplo, la flexión del codo. Estas señales pueden ser aprovechadas en el sentido de una correcta adquisición y procesamiento de las señales mioeléctricas, se podría diseñar mecanismos que simulen movimientos o en su defecto el diseño de prótesis. En este artículo se realiza la adquisición y procesamiento de señales mioeléctricas y el desarrollo de una prótesis didáctica que permite simular los movimientos de flexoextensión del codo, pronosupinación del antebrazo, flexoextensión de los dedos y rotación del pulgar. El sistema de adquisición de datos consiste de un sistema de electrodos superficiales y sensores musculares MyoWare, el hardware de adquisición está basado en un Arduino Mega 2560 y el software controlador programado con una máquina de estado, conectado por puerto serial a un computador con el software de procesamiento Matlab®. Seguidamente, se diseña y construye la plataforma didáctica para la enseñanza en biomecatrónica, donde el estudiante pueda interactuar con un sistema de adquisición basado en señales mioeléctricas integrado a una prótesis didáctica con componentes servomotores y un motorreductor, con su debida interfaz gráfica. La plataforma permite la adquisición de señales mioeléctricas en 4 posiciones diferentes, en donde se obtiene un vector característico de los movimientos realizados. La plataforma permitió simular y caracterizar adecuadamente los movimientos de flexoextensión del codo, pronosupinación del antebrazo, flexoextensión de los dedos y rotación del pulgar. Esta plataforma permitirá estudios específicos del movimiento del miembro superior de forma didáctica, con la capacidad de que en posteriores estudios se puedan caracterizar otros movimientos o la simple combinación de estos.
URI: https://repository.usc.edu.co/handle/20.500.12421/4153
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