便携式肌疲劳分析系统研制

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士学位论文论文目便携式肌皮务分軒糸坑研制、作者姓名黄学科专业生物学工程导师姓名除城二〇一五年五月完成时间肀科嗲技水大嗲硕士学位论文便携式肌疲劳分析系统研制作者姓名：黄鹏学科专业：生物医学工程导师姓名：陈香副教授完成时间：二〇一五年五月五日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeDevelopmentofaportablemusclefatigueanalysissystemAuthor'sName

2、：：：中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：食總签字日期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。口公开口保密年作者签名：专減导师签名：签字日期：签字曰期：°摘要摘要肌疲劳分析在康复医学、运动力学、人体工效学等领域有着广泛的应用。肌疲劳分析评估可以为康复治疗、体育训练和劳动工作等提供有效指导信息。表面肌电信号能反应神经肌肉的机能状态，其无创、便利、客观等特点使其成为研宂肌肉疲劳的有效工具。目前，基于表面肌电的肌疲劳研究多集中在离线处理数据，市场现有的表面肌电采集设备通常不带有肌肉疲劳实时分析功能。针对这种现状，本文研制了一套基于表面肌电的便携式肌疲劳

4、分析系统。该系统具有体积小、成本低、便于使用等优点，同时具备实时分析肌肉疲劳的功能。本文主要工作如下：系统硬件实现。开发了一套便携式肌疲劳分析硬件系统。硬件系统主要含有三个模块：信号釆集与无线传输模块、数据处理模块和结果显示与存储模块。信号采集模块包括六通道表面肌电传感器、采集电路、模块、无线蓝牙和电源电路。数据处理模块包括核心系统、无线蓝牙、外部存储器和电源电路。结果显示与存储模块包括核心系统、触摸屏、卡电路和电源电路。系统软件实现。系统软件按逻辑功能主要分为三个模块：采集与无线传输模块、数据处理模块和结果显示与存储模块。采集与无线传输模块通过读取采集的表面肌电数据，对

5、数据进行编码，并控制无线蓝牙将数据发送到数据处理模块。数据处理模块通过蓝牙接收数据，进行数据段提取、和个肌疲劳相关参数的计算，并将数据结果发送到结果显示与存储模块。结果显示与存储模块通过定制操作系统实现数据接收、数据显示及存储功能，通过触摸屏实现人机交互。系统测试分析。测试系统性能指标，并开展静态持续肌肉收缩实验和动态周期性肌肉收缩实验，验证系统肌疲劳分析功能。关键词：表面肌电信号肌疲劳嵌入式AbstractABSTRACTMusclefatigueanalysishasbeenwidelyusedinmanyfields,suchasrehabilitationmedi

6、cine,sportmechanicsandergonomics,etc.Musclefatigueanalysisandevaluationcanprovideefectiveguidancefortheclinicalrehabilitation,sporttrainingandlaborwork.etc.Surfaceelectromyography(sEMG)canreflectthestateofneuromuscularflmction,anditsnon-invasive,convenient,objectiveandmanyotherfeatures,al

7、lowittobeanefectivetoolforanalyzingmusclefatigue.Currently,thesEMG-basedmusclefatigueanalysisfocusesonofflineprocessingofdata,andsomecommerciallyavailableEMGacquisitiondevicesusuallydonotincludeonlineprocessingEMGdataforfatigueanalysis.Withthisregard,thisstudydevelo