Узел управления биоэлектрических протезов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 1 ЯО 12453 Ш 4 А 61 Р 2 ВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ГОСУД ПО ДЕ А ВТОРСНОМ(54) (57) УЗЕЛ ЧЕСКИХ ПРОТЕЗ БИОЭЛЕКТРИщий два кана которых соУПРАВЛЕ содержакаждый из ла управлени держит последусилитель, выпщий фильтр, п элемента выдел ненн вательно с ямитель и сглажив входам и сигналоченные ния рази люченных личными и два диода, направлениями л и ч а ю щ и пропускания й с я тем, ния помехоу т тоичиво ью повыш 1 О 1 Я Ю ПИСАНИЕ ИЗОБР ВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральный ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт протезированияи протезостроения,пропорционального биоэлектрическогоуправления многофункциональными протезами верхних конечностей. В кн.:Протезирование и протезостроение.Вып, 53, М.; ЦНИИПП, 1980, с. 93-99.Вогготпгеу А.Н. Муо-е 1 есггссопго 3 роюегей ргозгйезев. ЛоцгпаВоп Бпгяегу, 1965, Ч. 47 В, Мо.3,411 - 415. НИЯ 1, 3;РЧЬй": " в каждыи канал управления между сглаживающим фильтром и элементо выделения разности сигналов доло нительно введен элемент вычислен степени 1/и, а к каждому из диод подключен элемент возведения в с пень п, где 1(п(3.5308 ъго ее сокращения составляет 10,203 отактивности управляющей мышцы,В таблице в качестве примера приводятся стносительные значения отношения сигнал-помеха у отдельных испы.туемых при и=1 (разностный способуправления) и и=2 и 3.При испьгганиях используют электроды и усилители биопотенциалов с по вышенной помехозащищенностью аналогичные тем, которые используютсяв системах с биоэлектрическим управпением, Источником помех являются 124Изобретение относится к медицин -ской технике и может быть использовано в системах биоэлектрическогоуправления протезами верхних конеч -ностей.Цель изобретения - повышениепомехоустойчивости,На чертеже приведена структурнаясхема узла управления биоэлектрических протезов,Узел управления имеет два канала,содержащие соответственно два усилителя 1 и 2, два детектора, состояциеиз выпрямителей 3 и 4 и сглаживающихфильтров 5 и б, два элемента 7 и 8вычисления степени 1/и, элемент 9 вы.деления разности сигналов, диоды 10и 11, выделяющие сигналы положительной и отрицательной полярности, иэлементы 12 и 13 возведения в сте -пень и.Узел управления биоэлектрическихпротезов работает следующим образом.Сигналы двух мышц усиливаютсяв усилителях 1 и 2, выпрямляютсяв выпрямителях 3 и 4, усредняютсяв сглаживающих фильтрах 5 и 6, претерпевают нелинейное преобразованиев элементах 7 и 8 вычисления степени 1/и, причем и 1, в элементе 9выделяется положительная составляющаясигнала, в другом диоде 11 - отрицательная составляющая, в элементах 12и 13 сигнал возводится в степень и.Положительный эффект предлагаемогопреобразования объясняются неравенстЧ - У/1где- отношение сигнал-помеха;- сигналы управления;Ч - сигналы помехи,ЭфФективность преобразования возрастает также с увеличением способ - ности оператора сознатепьно дифференцировать сигналы мьпцц-антагонис - тов, В большинстве случаев после непродолжительной тренировки сигнал мышцы-антагониста от непропзвольноколлекторные сетевые электродвигате -ни. При определении величины помехоустойчивости (отношение сигнал-помеха) учитываются пиковые значенияпомехи, сигнал мышцы-антагониста принят разным 20 Е.20 В таблице приводится отношениепомехоустойчивости различного преобразования сигнала и помехоустойчивости раздельного управления, Сигнал навыходе каналов управления обозначен 25 /, и / , причем l , При этом преобразования при и=2 и 3 соответствуют Ч, -Ч, и Ч-Ч Таким образом, помехоустойчивость по критерию отношения сигнал-помеха повысилась по сравнению с аналогом (У). в 3-5 раз при и=2 и 4-14 раз при и=3, а по сравнению с 2 в 2,3- 2,7 раза при и=2 и 2,9-7,7 раз при и = 3.Эффективность предлагаемого узла тем выше, чем больше и. Величина и ограничивается техническими сложностями в реализации предлагаемого преобразования. При и=2 и 3 с учетомтребований к точности преобразования в системе биоэлектрическогоуправления протезом (вычисление сте 45пени 1/и, извлечение корня и возведение в степень и) можно обеспечитьза счет нелинейных характеристикполупроводниковых приборов. Как показали проведенные измерения, дляпрактической реализации нелинейного 50преобразования сигнала в случаеизвлечения квадратного корня и возведения в квадрат достаточную точностьобеспечивает использование нелинейности характеристик германиевыхпиодон.1245308 Помехоустойчивость при регистрации сигнала Испытуемые/3 у 3 2,94 3,85 1,32 Б-н 4,55 12,5 1,79 Р-ов 1,24 2,57 Г-н 5,0 14,29 1,85 Ч-ий 1,52 С-ий 3,13 6,67 1,70 3,45 1,19 К-а 4,55 1,9 12,5 К-а 3,37 1,53 7,97 Средние данные Составитель М. ПластининРедактор С.Патрушева Техред И.Попович Корректор Е. Сирохманй Заказ 3935/2 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5