Материал: 0501_Конунников
общ пер подш2 , |
(8) |
где общ – общий к.п.д. привода; пер – к.п.д. передачи (ременной, зубчатой, цепной и т.д.); подш – к.п.д. одной пары подшипников качения;
Определение ориентировочной мощности электродвигателя происходит по формуле (9):
(9)
,
Определение ориентировочной частоты вращения вала электродвигателя происходит по формуле (10):
|
nдв1 n4 |
uобщ , |
(1 |
|
0) |
||
|
|
|
|
где nдв1 |
– ориентировочная частота вращения вала двигателя, об/мин; n4 |
||
– частота |
вращения ведомого |
вала привода, об/мин; uобщ – общее |
|
передаточное число привода.
Частота вращения ведущего вала привода равна частоте вращения
двигателя (11):
|
n1 nдв , |
(1 |
||
|
1) |
|||
|
|
|
|
|
Угловая скорость ведущего вала привода определяется по формуле |
||||
(12): |
|
|
|
|
|
|
|
n1 |
(1 |
|
, |
|||
|
|
|||
1 |
30 |
2) |
||
|
|
|||
Частота вращения промежуточного вала привода определяется по формуле (13):
6
nпром |
|
n1 |
|
, |
|
(1 |
||
|
|
|
|
3) |
||||
|
|
uпер |
||||||
|
|
|
||||||
Определение мощности валов привода производится по формуле (14): |
||||||||
Рвал |
|
Pдв |
|
|
, |
(1 |
||
|
пер подш |
4) |
||||||
|
|
|||||||
Определение вращающих моментов на ведущем, промежуточном и |
||||||||
ведомом валах привода по формуле (15): |
|
|||||||
М вр |
|
Р |
|
, |
|
(1 |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
5) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где М вр – вращающий момент соответствующего вала, Н м; Р |
– мощность |
|||||||
соответствующего вала, Вт; – |
угловая скорость соответствующего вала, |
|||||||
рад/с;[3]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2 Обоснование медицинской составляющей регистрируемого
физиологического параметра
Амплитуда биопотенциалов при сокращении мышц увеличивается примерно в 100 раз (5–10 мкВ (мышца в состоянии покоя) до 500–1000 мкВ
(мышца в возбужденном состоянии)).[7].
1.3 Анализ заболеваний
●травматические ампутации конечностей;
●гангрена из–за инфекции, обморожения, ожога, электротравмы,
сосудистых заболеваний, диабета;
●сочетание повреждения кости, крупных сосудов и нервов, мягких тканей на значительном протяжении;
●злокачественные образования;
7
● острая раневая инфекция: остеомиелит, тяжелая флегмона.[5].
1.4 Методы регистрации
Для регистрации электрического импульса, сокращающий мышечные волокна, используется электромиография (ЭМГ). Это метод исследования биоэлектрических потенциалов, возникающих в скелетных мышцах человека
иживотных при возбуждении мышечных волокон; регистрация электрической активности мышц.[9].
Существуют следующие методы ЭМГ: поверхностный (неинвазивный)
иигольчатый (инвазивный), представленные в таблице 1.
Таблица 1 – Сравнение методов регистрации ЭМГ–сигнала
Метод |
Инвазивный |
|
Неинвазивный |
||
|
|
|
|
|
|
Достоинства |
1. |
Метод более точен |
1. |
Легко закрепить и снять |
|
|
|
|
|
2. |
Просто заменить электрод в случае |
|
|
|
|
поломки |
|
|
|
|
|
3. |
Безболезненность |
|
|
|
|
|
|
Недостатки |
1. |
Процедура |
болезненна |
1. |
Сигналы слабые |
|
(установка |
игольчатого |
2. |
Сигналы малоразличимы между |
|
|
электрода) |
|
собой |
||
|
|
|
|
|
|
1.5 Оценка плюсов/минусов выбранного метода
Выбран поверхностный (неинвазивный) способ, так как процесс крепления электродов безболезненный, относительно простой, исключает нарушение целостности кожного покрова. Все это является основой для длительного использования. Недостатками этого метода являются слабость и
8
малоразличимость сигналов, наличие шумов. Полученный сигнал является
суммарным.[2].
9
2. Разработка структурной и функциональных схем
2.1 Структурная схема
Структурная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Структурная схема
Электроды расположены в местах расположения мотонейронов
(двигательных единиц). В момент возникновения намерения движения на электродах регистрируется биоэлектрическая активность, проявляющаяся ростом амплитуды сигнала ЭМГ. Сигнал ЭМГ усиливается нормирующим усилителем. Усиленный сигнал поступает на полосовой фильтр, полоса пропускания которого соответствует диапазону изменения сигнала ЭМГ.
Сигнал оцифровывается с помощью АЦП и поступает для дальнейшей обработки на центральное микропроцессор.
Датчик ускорения (акселерометр) расположен на оставшейся мышце бедра. Сигнал акселерометра поступает на блок интеграторов, выходной сигнал первого интегратора пропорционален угловой скорости движения бедра, выходной сигнал второго – углу вращения бедра в саггитальной плоскости (плоскости, делящей тело человека на левую и правую половину).
Выходной сигнал второго интегратора оцифровывается с помощью АЦП и поступает в центральное микропроцессор.
Центральный микропроцессор устройство обрабатывает полученную с АЦП блоков протеза информацию и создает команды для функционирования
10