Design av multimodal inputsensor for armproteser

Abstract

Mange mennesker mister hvert år kroppsdeler som følge av sykdommer ellerulykker. Elektriske armproteser tilbyr brukere en mulighet til å erstatte taptfunksjonalitet som følge av en amputasjon, men kommersielle armproter i dager ikke på langt nær gode nok til å erstatte all funksjonalitet som en friskarm tilbyr. Input-sensorer som blir benyttet i armproteser i dag er vanligvisbasert på overflatemyografi (SEMG) som måler muskelaktiviteten fra utsidenav kroppen ved hjelp av elektroder. Disse sensorene er preget av målefeil ogunøyaktigheter som følge av diverse støybidrag. Common-mode spenning fraomgivelsene og bidrag som følge av ytre påkjenninger på elektrodene kanføre til unøyaktigheter i målingene. Ved å innføre sensorer som kan måle deytre påkjenningene på elektrodene kan man utvikle mer nøyaktige og robustesensorer som tilbyr et bedre utgangspunkt for styring av protesen og dermedøke kompleksiteten og funksjonaliteten.Denne rapporten presenterer design og testing av en multimodal enhet(MMU) for forskning på protesestyring. Enheten er designet med hensyn påmodularitet og nøyaktig måling av data fra de forskjellige sensor-enhetene.Prototypen har som hensikt å gjøre det mulig å måle kontaktkraften mellomen SEMG-sensor og brukens hud for å undersøke sammenhengen mellomkontaktkraft og feilkildene generert av ytre påkjenninger. Den ferdige enhetenbestår av et sensorhus med en Trigno-enhet fra Delsys (2012) med SEMGsensorog akseleromere. I tillegg inkluderer prototypen også et kraftkort og enfjær. Krafkortet måler kontaktkraften på oversiden av Trigno-enheten og fjærentillater at enheten kan vandre vertikalt inne i huset. Den ferdige prototypen erpresentert i en medfølgende brukerguide i Appendiks A.Prototypen ble testet som input sensor for et flerfunksjonelt protesesystem.Data fra sensoren kan lett samles inn ved hjelp av LabView og hardware fraNational Instruments (2012). Kraftkortet viser en lineær sammenheng mellompåtrykt vekt og avlest spenning. Det ble påvist avvik i nullpunktsverdiene tilkraftmålingene som følge av at kraftkortet kan vandre i horisontal retning,og som følge av designet til fjæren. Det ble konkludert med at designet avkraftkortet og fjæren burde revurderes ved videre utvikling av enheten.