48、低成本肌电图图形用户界面控制器：原理、搭建与应用

低成本肌电图图形用户界面控制器：原理、搭建与应用

1. 系统概述

本系统主要由硬件和软件两大部分构成，旨在通过肌电信号控制机器人手完成相应动作，并对信号进行可视化处理。硬件部分包括机器人手和低成本肌电接口，软件部分则由用于处理肌电传感器数据的 Arduino IDE 代码和用于数据可视化与操作的 Processing 界面组成。

2. 硬件组成

2.1 Open Bionics 机器人手

选用 Open Bionics 公司的 ADA V1.1 机器人手模型，该模型优势众多：
- 易于构建和维护，提供 3D 打印所需设计文件、组装说明及内部电子元件。
- 便于操作，软件可基于 Arduino 编程，为开源设计，适用于各类用户和应用场景，是机器人与假肢研究的理想平台。
- 虽材质坚硬，但手指灵活，通过安装在手掌的线性执行器和连接手指的股线，可实现不同手势。
- 核心元件 Almond V1.2 板负责控制线性执行器，其印刷电路板（PCB）有电源输入、USB - C 接口和耳机插孔输入三个连接器。耳机插孔用于连接外部设备，如本项目中的 MyoWare 传感器，需使用 3.5mm 四极耳机插孔电缆，其中黑线为接地，红线提供 5V 电源，绿线和蓝线为信号线，单传感器时使用绿线。

2.2 MyoWare 传感器

由 Advancer Technologies 公司开发的 MyoWare 肌肉传感器，是一种非侵入式肌电（EMG）可穿戴传感器，能检测人体肌肉活动并转化为电信号供控制器处理。其工作原理基于表面肌电图（sEMG），通过电极贴在人体皮肤不同部位，测量肌肉电活动来捕捉 EMG