智能仿生手臂的表面肌电信号采集与动作仿真系统设计

I 摘 要 智能仿生手臂的表面肌电信号采集与动作仿真系统设计 为了对假肢进行控制，一般所采取的方式主要有脑电、肌电信号等，由于脑电信号的不发达与不易提取等特点，目前主要采用肌电信号来对假肢进行控制。表面肌电信号是人体在运动或静止时， 由表面贴片电极从人体运动处皮肤所提取的生物电信号， 这种电信号是由大脑对肌肉的控制由神经传导到运动肌肉处产生的，可以代表不同的运动状态。我们可以对提取到的表面肌电信号进行分析，得出人体运动状态，再由仿生假肢如实的反映这种状态，实现对仿生假肢的自主控制。 当前 ,国际上主要采用的肌电信号提取系统普遍造价较昂贵，虽然对信号的识别率较准确但不适合在实际中的普遍应用，所以本文研究的一种便携式、价格低廉的仿生手臂控制仿真系统，这对于智能仿生手臂的研究具有重要的意义。 本文主要研究工作如下 : 真系统包括两个方面：硬件仿真与软件仿真部分。硬件仿真部分是指采集系统采集到的信号在经过驱动电路的处理后，将处理结果送入仿生手臂，利用人体运动时产生的信号实时的对仿生手臂进行控制； 而软件仿真部分则是将采集到的信号经过转换后传送到电脑中， 由电脑软件进行处理， 在画面上对动作进行仿真处理。 们在对信号进行放大的同时，还要对信号进行滤波去噪处理以降低噪声对有用信号的干扰。所以为了不将噪声与信号共同放大，我们采取多级放大的原理，在每级放大之后对噪声进行去除，防止噪声过大对信号造成的干扰。滤除了其中高低频噪声以及 50工频干扰，提高了信号的有效性。 们对提取到的信号用硬件进行了处理，用得到的结果对仿生手臂进行控制。在硬件中对信号的处理明显快于软件部分，能够提高整体控制的实时传动性，有利于实际的应用。 们对采集到的模拟信号进行了转换，变成了数字信号，使肌电信号可以传送到电脑中利用 件进行处理，处理后的结果经过 调用对结果进行软件部分的仿真显示。 对软硬件仿真部分进行了实验，得到的结果能够满足整体系统的需要，证明了控制系统的有效性。 关键词： 肌电信号，数据采集，仿生手臂，驱动控制 of we a of to we EG MG to of EGs to On MG to MG is of by in or It by of to by to of it a of We to MG to by to by MG of is in So we a it is of of in is as 1. of is by to by by a we in in is to by on 2. to of MG to we to we It of on in to we of we to to by 0Hz of . In we We to We in It is to of is to 4. In we by It a so it be to B to 5. we to to of of V 目 录 第一章 绪论 . 1究背景及意义 . 1行性分析及研究现状 . 2电信号研究可行性分析 . 2外研究现状 . 3内研究现状 . 4文研究主要内容及章节安排 . 5第二章 肌电信号的产生及分析 . 7生手臂控制分析 . 7电信号的产生 . 8电信号数学模型 . 10面肌电信号分析方法 . 12面肌电信号特点 . 13章小结 . 14第三章 采集系统硬件电路设计 . 15集系统特点及总体设计思路 . 15集电极的选取与放置 . 16极的选取 . 16极的放置 . 17据采集注意事项 . 19面肌电信号检测中的干扰分析 . 20统放大电路设计 . 22端放大电路设计要求 . 22端放大电路整体设计 . 23端放大器电路设计 . 27波电路设计 . 27通滤波电路 . 27通滤波电路 . 28频陷波解决方法 . 30 章小结 . 32第四章 电脑仿真与驱动电路设计 . 33脑传输芯片选择与设计 . 33片的选择 . 33片与硬件系统连接及通信接口软件设计 . 34部处理与仿真系统设计 . 37部处理分析 . 37脑显示系统设计 . 39动电路设计思路 . 39端整体驱动电路设计 . 40较电路芯片选择与设计 . 40稳态电路芯片选择与设计 . 43章小结 . 46第五章 实验仿真与结果分析 . 47字滤波模拟实验 . 47通滤波仿真 . 47频陷波仿真 . 48脑显示系统试验 . 50形仿真 . 50示系统模拟实验 . 51动电路演示试验 . 52章小结 . 54第六章 总结与展望 . 55文总结 . 55作展望 . 56参考文献 . 57导师与作者简介 . 61致 谢 . 63 1 第一章 绪论 究背景及意义 建国初期我国国人的身体素质在世界范围来看多数处于亚健康状态。 国民身体素质关系到我们和谐社会主义社会的稳定与建设和社会的健康发展。 自上世纪五十年代以来我国卫生医疗条件得到很大提高和改善， 人民身体素质得到很大程度的提高，在世界人看来，中国无论从经济上还是国人精神上都变得越来越强大1。 可是，身体素质再好也无法改变残疾人的身体残疾问题。随着意外事故发生率的高速增长、人口老龄化加剧、天气气候等原因造成的各种疾病的蔓延，残疾人口数量不断增长世界伤残人口的比例在持续增加，残疾发生风险也在增多。我国亦如此。所以解决残疾人问题是有利于国计民生的大问题。 根据调查显示， 2011 年末我国残疾人总数已达 8502 万人，各类残疾人所占比例不同，其中肢体残疾的残疾人总计 2472 万人，约占总人数的 2，在各类残疾人中所占比例最高。而超过 1/3 的残疾人士处于可就业年龄段，这种肢体残疾给他们带来了很多不便，严重影响了他们的就业以及日常生活，如何让他们的日常生活及工作得到保障已经成为了全社会需要考虑和关注的重要问题。 为更好地促进残疾人事业的发展， 关爱更多地残疾人使他们感受到生活的温暖，让他们能够参与到人们的日常生活中，只有想办法弥补他们丧失部分带来的不便才有可能实现。所以，研究一种便携式、高灵敏度的仿生假肢对残疾人来说将很有意义。 假肢是一种人工智能工具，以代替人体损坏部分的功能。为了使用者身体和精神上的舒适度，假肢外形必须与人体肢 体表面相似且功能更符合人体感受3。人体肢体器官是个非常复杂的动力系统， 所以制造仿生假肢成为价值研究主要研究方向。在目前，残疾人所安装的假肢主要以装饰性假肢和牵引式假肢为主。其中前者无法代替残疾人原有肢体的运动， 而后者只能在人体控制帮助下完成一些简单的动作，实用性较差，安装使用不方便，且体积较大不利于残疾人残缺肢体来带动价值的运动。随着材料学、控制学、康复医学等学科的发展，在假肢的设计和制造方面都取得了很大的发展与进步。 人们在研究设计满足需求的同时针对 2 大家精神需求的提高，开始注重追求舒适性、灵活性、便携性及准确性等，人工智能假肢朝着外表的高仿真度和功能上的类人型智能方向发展4。 基于上述要求的假肢研究中，大部分研究者主要关注于上肢假肢的研究，因为上肢动作较多，研究较下肢更有意义，复杂度高，且更难以控制。人体里信号的传输是个非常精确又无比复杂的过程。 上假肢信号动作受控于人体信号其中主要包括人体动作、声音控制、脑波信号和人体肌肤表面电信号。其中肌电信号能够控制假肢完成多方位自由度动作 ，这是其他控制方式所不及5。因此肌电信号仿生假肢拥有广阔市场，且成为上假肢研究的重点和研究热点。 行性分析及研究现状 电信号研究可行性分析 以人体生物电信号为基础的人机接口技术是近年来假肢控制、人机交互、虚拟现实、遥控机器人、脑机接 口等领域的研究热点之一6。人体的各种生物电信号诸如脑电、肌电和眼电之类都可以灵活的运用于这项技术中。由于这些生物电信号包含丰富的人体生理信息，通过提取生物电信号中蕴含的有用信息，经信号处理和模式识别等控制方式来对人体受到外界刺激时的反应进行识别， 再通过假肢设备来完成人体对假肢的控制意图。基于生物电信号的人机接口结构简单、操作方便，在多种领域具有广泛的应用前景7。 人类最早发现的生物性电信号是当人体肢体运动时， 神经肌肉随着运动而产生的生物性电信号，此信号反映了肌肉神经状态。该信号通过人体骨骼及表面传输之后通过电极记录下来，这就是肌电信号8。肌电信号的研究已有三世纪之久，很多科学家投入大量精力去研究肌肉运动时的生物电现象， 并将其应用到人类医学研究领域中9。 十六世纪科学家对电鳗的电极实验起人们便开始了对生物电信号的认知。 十七世纪著名的青蛙腿接金属棒导电这一实验标志着生物电信号这一学科的诞生。 十八世纪，科学家 明了人体电流确实来自于肌肉这一学说10。十八世纪末期到十九世纪初期，科学家将肌电信号予以显示。在十九世纪二十年代科学家 出了历史上第一份关于肌肉运动电位的分析，研究了肌肉周围神经损伤的肌电图。后续出现的各种异常肌电图都是基于 分析 3 报告11。十九世纪中期，俄国科学工作者向世人研究展示了受控于前大臂肌电信号的假手，这是基于肌电信号研究的新里程碑。从此，世界各国科学家都加入到这一科研领域中12。 十九世纪七十年代开始， 国外已经将肌电信号用计算机进行处理并且应用在临床医疗当中13。通过几百年的研究和验证我们可以发现，通过人体肌肉运动时产生的肌电信号可以有效的对假肢进行控制，验证了肌电控制的可行性。 外研究现状 肌电信号非常微弱，欲对其利用对信号进行采集放大是必须环节。外国的肌电信号采集与放大系统已经发展近 60 年14。此技术领域中，加拿大 司的某些技术被全球业界公认为最高标准15，其中包括表面微弱肌电信号的采集、分析和应用 ,也是肌电信号领域的领导厂商。信号采 集放大之后要对其进行还原。该公司的数字传感器技术能对肌电信号进行很好的还原。其还提供很多类型运算函数，对多路的肌电信号、脑电信号和心电信号进行分析。该数字传感器还能够实现全程数据分析且能将数据输出到 软件。数据分析还同时支持分段分析和实时分析等。荷兰 司生产的 280 通道、24 位解析度控制的 但能有效检测出肌电、脑电信号，其应用程序可以直接和电脑相连进行数据的分析16。 1992 年德国 司生产制造的第一代肌电仿生假手已经在市场销售。下图给出 电假手图17。 图 司肌电假手 这是该公司制造的第一代假手，是一款三手指以自由度的假手，由单电机控制三手指的开合运动，运动模式较单一，目前国内很多公司所制造的单自由度肌电假手很多还在采用这种设计方式18。 4 而英国 肢集团所研究制造的 能仿生手是目前最领先的上肢假肢部件，是世界上第一款商业型多指间关节仿生手，具有五个独立活动功能的手指。在外观上和功能上都非常接近真实人手，让使用者能从事大部分的日常活动。这项科技成果已经获得了世界上各种奖项和荣誉，包括英国皇家工程院颁发的麦克罗伯特奖， 美国自然多发性硬化症协会颁发的戴维斯奖， 英国假肢协会颁发的假肢矫形器创新奖等多个奖项19。 这款仿生手如图 图 司仿生手 目前由国外生产的采集设备在肌电信号提取方面效果较好， 能够满足应用的需求， 但整体成本较高， 不利于我们在普通残疾人的购买以及日常生活中的运用，为仿生假肢的普及带来很大困难。 内研究现状 在过去的几十年中我国在肌电信号采集方面的研究也取得了重大的进步， 上世纪七十年代，是我国医疗技术发展的崭新时代，国内的专家学者们所进行的课题研究开始以国外水平为基准。 到八十年代初开始了以电脑为基础的的生物医学研究。随着电脑的普及，国内各种自己生产的控制器件相比国外设备物美价廉，开始广泛应用于各个领域，在很大程多上提高了国内各种科学技术的研究进展，促进了国内在肌电采集领域的研究与发展。 在国内出现了多种信号采集设备，可以在这个领域进行应用。其中 能够对采集到的信号进行去噪处理，较好的还原原 5 始信号。目前国内信号采集领域最先进的成果是 统是，它分为软、硬件两个部分。首先利用硬件对各种如脑电、肌电等生物电信号以及心率等非电信号进行采集。再对信号进行放大、滤波等处理，然后将信号由模拟信号转换为数字信号，传送到计算机中利用软件进行分析20。 目前国内已有的采集设备虽然能够较好的对信号进行提取，但由于体积较大，安装繁琐不易携带，对残疾人安装假肢改善生活带来不便。 文研究主要内容及章节安排 本文依托吉林省科技发展计划重点项目 “具有温度触滑觉仿生手臂的研究与开发 ”，研究的主要内容是设计一套基于表面 肌电信号采集电路的仿生手臂控制系统，主要由肌电信号采集系统、后端驱动电路、 A/D 转换电路、数据通信部分、电脑处理及显示仿真程序等部分构成。 首先根据表面肌电信号的特点设计了一套硬件采集电路， 用来对表面肌电信号进行提取，同时在电路中去除无用噪声部分，有效地增大有用信号的含量，抑制各种干扰。 同时对幅值微弱的表面肌电进行放大转换成可以幅值识别的有用的信号送入后端系统进行处理。 其次在硬件仿真部分中， 我们将表面肌电信号采集系统采集处理过的信号送入设计搭建好的后端驱动电路， 利用后端电路对信号进行分析控制仿生假手模拟人体手臂的运动。 而在软件仿真设计中，我们通过芯片对采集到的数据完成 A/D 转换，将模拟信号转换成数字信号送入电脑中，在电脑中利用软件实时的对信号进行处理，并将处理结果进行仿真与实际动作同步显示。 最后通过实验对系统的有效性进行验证，实时模拟人体动作。 论文章节安排如下： 第一章绪论，主要介绍论文的研究背景以及国内外肌电假肢的研究现状，对研究进行可行性分析。 第二章主要研究了肌电信号的产生原理，并且对肌电信号进行了分析。 第三章介绍系统的表面肌电信号硬件采集系统设计方案及原理， 介绍了采集系统的构建方案，根据需求对系统进行设计，利用放大滤波等手段在对信号进行放大的同时去除信号中的噪声，提高信号的有效性。 6 第四章主要介绍整体系统的软、硬件仿真设计。在软件仿真中选用合适芯片对数据进行转换与传输，再通过电脑软件对数据的处理，在电脑上对人体动作进行仿真显示；在硬件设计中，设计了比较电路及单稳态电路对信号进行处理，完成对动作的区分，将处理结果送入继电器，由继电器控制肌电假手的运动。 第五章对整体设计的个部分系统进行了实验仿真验证。 通过软件仿真验证了硬件采集系统的有效性，并通过实际试验确定了整体系统工作的可靠性，完成了通过肌电信号对手臂动作的识别。 第六章对文章整体做了总结，并对后续工作及研究进行了展望。 7 第二章 肌电信号的产生及分析 生手臂控制分析 本文所研究的系统是一种通过人体生物电信号来对人造假肢运动进行控制的系统，整体系统属于控制仿生学21的范畴，所以要对整体系统进行设计首先需要明白控制仿生的基础原理。 仿生学是连接生物与技术的桥梁， 主要通过连接处的控制系统来对科技进行运用。人与机械在某项方面是共通的，它们掌管信息传递网络的内部控制系统具有很多相似性，而生物体的神经系统也是起着控制调节作用，它们的先进之处在于可以对肢体自动控制，通过神经反馈实现自我调节。这使得科学家们对生物控制系统的研究有了浓厚的兴趣，同时用构造各种模型的方法对其开始了研究。所以控制系统是衔接生物与机械的纽带。随着研究的不断发展，对生物技术的研究取得了很大进步，这使得仿生技术可以成为现实，各种仿生设备随之诞生22。 芝加哥康复研究所首次将仿生手臂安置在人体上， 可以利用大脑自由的对手部动作进行控制， 是全世界残肢患者的福音。 这项技术的实现， 主要有两个原因：第一，虽然人体某些肢体被切除无法完成动作，但大脑皮层仍然可以向外发出控制信号；第二，在对患肢进行切除时，人体内部神经系统并未被切除。因此，虽然部分肢体被切除，但人体神经仍然在正常工作，而由于肢体的残缺，无法将信号发送到需要控制的肌肉，所以无法进行运动。若将这些被截断的神经重新连接到正常肌肉上，当残肢患者想要运动是，信号便会由大脑发出同时沿着神经系统向下进行传递，使正常的肌肉可以接收到运动信号产生反应23。芝加哥康复研究所安置的仿生手臂如图 示。 图 机械仿生手臂 8 这项技术的基本原理是，外科医生对人体肩部进行手术，在不对人体神经纤维造成损坏的情况下，重新将控制各部位的神经末梢接入完好的肌群，以此来控制手、腕、肘等手部关节的运动。通过检测由脑部传递的神经信号来驱动电机，使假臂比较自然的完成动作。 本文所研究的整体系统就是根据上面介绍的仿生手臂， 由电极提取出运动肌肉所产生的运动电信号， 通过信号来驱动仿生假手来进行运动的一种高速仿生系统。 电信号的产生 一切活的细胞无时无刻不在发生电荷的变化，这种现象叫做“生物电现象” ，这种电荷的变化称为生物电24。生物电现象在生命活动中是一种普遍的现象，是生命体活动的基本特征之一。在生命活动时，人体中的细胞由于受到内外环境的刺激，就会做出各种反应。在神经细胞 (又叫神经元 )、肌肉细胞中表现更为明显，细胞的这种反应称“兴奋性” 。兴奋的过程会产生冲动，即生物电变化，肌电就是一种典型的生物电现象25。 在神经系统中， 信息已动作电位的形式来进行传播，它以神经纤维为通道进行传送，由细胞体或轴突末端最先发起。当动作电位在一条肌纤维上传播时叫做单纤维动作单位， 当所有单纤维动作单位在时间和空间上进行综合叠加后，就形成了运动单位动作电位，运动单位动作电位序列就是运动单位持续发放产生的。肌肉活动时，参与肌肉活动形成的运动单位动作电位经过由肌肉、 皮下组织和皮肤等作用后在检测电极处叠加即是我们提取出来的肌电信号26。其产生原理如图 示。 图 肌电信号产生原理 9 人类是由大脑来控制身体运动的。 人体会在大脑皮层产生控制身体运动的神经兴奋，同时这个兴奋以电信号的形式沿人体神经系统进行传送到运动神经元。它位于属于中枢神经的脊髓中，它的轴突最远可以到达肌肉纤维，肌肉纤维通过终板与耦合在一起27。在中枢神经接收到大脑信号之后，中枢神经对运动神经元产生控制，运动神经元会对将要运动的肌肉发放电脉冲，该电脉冲沿着神经元与肌肉耦合的终板处，经过化学物质乙酰胆碱 行放大，产生一个爆发性的动作电位刺激肌肉运动，同时将动作电位，并扩散至肌肉表面，由表面电极采集到28，这就是我们通常说的表面肌电信号。由此我们可以发现肌电信号是控制肌肉动作的重要原因。产生具体过程如图 示。 图 肌电信号产生框图 肌肉的运动是由人体神经系统所控制的，它可以进行自我调节，以身体的新陈代谢为基础。人体肌肉的运动主要通过大脑皮层以两种方式进行控制：可以通过控制参与运动的运动单位的多少来控制肌肉运动的幅度， 也可以通过发放不同频率的电信号至运动单位来进行控制。当肌肉运动幅度小时，发放的动作电位频率较低，参与运动的单位较少；随着肌肉运动幅度的增加，动作电位的发放频率也会随之增加，参与运动的运动单位也会增多。但当肌肉运动幅度很大时，动作电位的发放频率与参与运动的单位数量很快会增大到极限，不会无限量增大。由此可知，在肌肉开始收缩时肌电信号能量最大，随后逐渐减少以维持肌肉活动，到最后肌肉疲劳后将会非常微弱。 所以肌电信号在整体采集过程中会持续不断的变化，可以经过算法分析来分析肌肉的运动29。 由此我们可以得出以下结论： 经信号到达肌肉在运动肌肉处产生动作电位，由运动电位刺激运动单位带动肌肉的收缩； 电信号是在肌肉运动时所由皮肤表面提取到的， 由此可知运动的肌肉是生成肌电信号的基 10 础30。经过多年来在康复医疗领域的研究我们可以发现，为了提高肌电信号的获取质量我们可以对患者及实验者进行适当的康复训练， 这可以使我们能够提取到有效的肌电信号，并利用其对仿生手臂进行控制。 电信号数学模型 我们采集到的表面肌电信号，它具有很强的不确定性，无法将它确定的分成一种数学函数，是一种随机信号。我们只能根据大量的统计结果去总结肌电信号的规律，利用统计的方法来估计肌电信号的基本数学特征。信号的数学模型和其处理方法是紧密联系的， 我们需要选取适当的方法来对肌电信号的数学模型进行分析。 以下几种数学模型是目前较为常用的肌电信号模型： （ 1）线性系统模型 电脉冲()我们认为各脉冲相互独立，并且具有相同的概率分布， 。则1() ( )t = ，其中随机变量31，线性系统框图如图 示。 图 肌电信号线性系统模型 图中，每一条支路都代表这一条肌肉纤维，最终传送出来的结果()中延迟环节为i=1，由于终板位置及轴突的不同造成延迟的产生， 表示各肌肉纤维与参考时刻相比相对延迟的成都。我们将动作电位由冲击响应为 () ()的线性系统来表示。同时我们 11 选取冲激响应为()此可得()1() ()* ( )* ()* ()ut t pt g = ()* ()* ()* ()kk k lt pt g t ( 式中1() ( )= ( 在一般的研究中我们认为各肌肉纤维对系统影响并不突出， 所以我们选取一个相同的深度相应 ()以()() ()* ()* ()* ()ut lt pt (最后肌电信号 y(t)由各动作电位相加得到： 1() () ()为相应的功率谱： 22 21() () () () () = (式中，别是立叶变换。 (2)集中参数模型 当我们研究的特定肌肉的肌肉纤维运动时，我们一般认为动作电位 ()kp t 与k 无关32。因此我们用平均深度滤波器 ()信号可变为： 1() ()* ()* ()* () ()* ()表着若干个相互错开的更新过程的总和。令 1() ()* ()ut 11()= = ( ki k + ) (我们可以把整个过程看成一个集中参数模型，如图 示。 12 图 参数模型 （ 3）非平稳模型 前面我们所讨论的都是在平稳情况下的信号系统数学模型，而在测量时，用力大小会不断发生变化，当力量产生波动时放电频率会发生变化，所以我们认为此时肌电信号是一个非平稳信号33，因此我们利用调幅噪声的形式来描述非平稳信号可得： () () ()y ( 其中调制信号 c(t)反映肌肉收缩程度，随时间 t 的变化而变化；载波 m(t) 的统计特征可以反映归一化后的平稳肌电信号，它是方差为 1，均值为0的高斯噪声。 以上几种是目前肌电信号的主要数学模型， 可以在不同条件下可以选择不同的模型进行处理，同时这些模型为后续试验中的处理提供了理论依据，是后续研究的基础。 面肌电信号分析方法 表面肌电信号特征不仅是非平稳，也是非线性的。为了更容易地对信号从复杂的噪声干扰中提取出来，信号处理方法扮演着一个重要的角色。对任何形式的肌电信号的研究，都是对信号根据其特征进行提取，为了更好分析不同形式的信号，需要寻找客观的变量去发现皮下肌肉的动作形态，提取这些信息可以用来研究肌肉是什么原因造成的疲劳等34。 可以对信号以下几种方法的分析： 时域分析是表面肌电信号分析的最直接方法，在时域方面上，对信号进行分析，就会获得其特征，但时域分析法容易受到噪声干扰，且其幅度非常小，常常湮没在噪声中而无法精确提取。 13 频域分析是对功率谱或频谱分析，可以分析表面肌电信号频域的特征值，这些特征值包括频率与幅度，但是以前的傅里叶变换信号基本上存在频域上，在时域上根本不存在，此对非平稳的肌电信号传统的频域分析有一定的限制。 小波变换是在不同特征的条件下，来区分信号与噪声不同的系数，将噪声方面的小波系数部分删除掉，信号部分的系数就剩下来了，这些剩下的就是比较精确的信号了，再通过时频域的分析来还原信号，这样就会实现去除噪声的结果。 在生物学的方面，以非线性的方式，由很多的动作来产生肌电信号，这样就产生一个全新的可以发展的方法，这个方法的名字就是非线性动力学，当这种方法涉足于信号的提取这一方面时，开阔了对于信号处理的各种情况的全面解析，对于它的探究仅仅是在表面，还没有更深层的研究，所以我们应该不断努力，这就会令我们去发现它与信号的更深的秘密。 面肌电信号特点 上文的介绍中，我们对表面肌电信号的产生原理数学模型等内容进行了分析，为了将采集到的信号运用到后续仿真电路中，我们需要对表面肌电信号的特点进行了解，只有了解了肌电信号的特点，才能根据这些特点来设计采集电路，成功的提取信号并加以利用35。 通过研究我们可以发现表面肌电信号的特点主要有： 面肌电信号是一种非常微弱地生物电信号，它的幅值非常微小，一般在50 V 2000 V 之间，我们通过表面电极所采集到的信号由于内阻及皮肤等原因会比这个幅度还要小，而对于我们将要应用的残疾人领域中，残疾人残肢所能提取到的表面肌电信