KR20090097246A - 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치에 관한 것으로서, 사용자의 신체에 부착하여 사용자의 근전도 신호를 출력하는 근전도 신호 검출부와, 근전도 신호 검출부에서 출력되는 근전도 신호를 증폭하고 필터링 하는 근전도 신호 처리부와, 근전도 신호 처리부에서 출력되는 신호를 설정된 기준 레벨값과 비교하고, 비교결과에 대응되는 조작신호를 출력하는 메인 유니트를 구비하고, 메인 유니트는 기준 레벨값을 조정할 수 있는 키가 마련된 입력부와, 근전도 신호 처리부로부터 출력되는 신호가 입력부에 의해 설정된 기준레벨값 보다 크면 입력부에 의해 설정된 키신호 변환방식에 따라 대응되는 코드신호가 인터페이부를 통해 출력되게 제어하는 제어부와, 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부를 구비한다. 이러한 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치에 의하면, 사용자의 근육사용에 대응되는 키신호를 생성할 수 있어 근육 운동이 필요한 부위에 장착하여 게임 또는 키신호에 따라 작동이 제어되는 그 밖의 각종 기기에 접속하여 사용할 수 있는 장점을 제공한다.
근전도센서, 키신호

Description

근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치{key signal generator using electromyography sensor}
본 발명은 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치에 관한 것으로서, 상세하게는 신체의 근육사용에 대응하여 다양한 키신호를 출력할 수 있도록 된 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 각종 사고 예를 들면, 교통사고, 운동중의 사고, 뇌졸증에 의해 오랜 기간 동안 병상에 누워 있게 되거나 신체에 마비가 발생 되는 경우 근육단련 및 기능 회복을 위한 꾸준한 재활치료가 수행되고 있다.
재활치료용 운동기구는 단련 부위에 따라 다양하게 개발되어 사용되고 있다.
그런데, 현재까지 개발된 재활치료용 운동기구는 단련대상 근력을 강화할 수 있는 구조로만 되어 있어, 운동과정이 매우 지루하기 때문에 운동의욕을 자연스럽게 높이질 못하는 단점이 있다.
한편, 현대인들이 이용하는 각종 컴퓨터 게임은 대부분 키보드, 마우스, 조이스틱, 트랙볼 등과 같이 대부분 손을 이용하는 조작장치만 개발되어 있어, 손을 이용한 조작이 어려운 신체적 장애가 있거나, 손의 조작은 가능하나 손 대신 단련시키고자 하는 근육을 이용해서 조작할 수 있는 장치들이 개발되어 있지 않아 재활운동을 하고자 하는 환자가 활용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 근전도 신호를 이용하여 컴퓨터와 인터페이싱이 가능한 조작신호를 발생시킬 수 있는 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치는 사용자의 신체에 부착하여 사용자의 근전도 신호를 출력하는 근전도 신호 검출부와; 상기 근전도 신호 검출부에서 출력되는 근전도 신호를 증폭하고 필터링 하는 근전도 신호 처리부와; 상기 근전도 신호 처리부에서 출력되는 신호를 설정된 기준 레벨값과 비교하고, 비교결과에 대응되는 조작신호를 출력하는 메인 유니트;를 구비하고, 상기 메인 유니트는 상기 기준 레벨값을 조정할 수 있는 키가 마련된 입력부와; 상기 근전도 신호 처리부로부터 출력되는 신호가 상기 입력부에 의해 설정된 기준레벨값 보다 크면 상기 입력부에 의해 설정된 키신호 변환방식에 따라 대응되는 코드신호가 인터페이부를 통해 출력되게 제어하는 제어부와; 상기 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부;를 구비한다.
본 발명에 따른 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치에 의하면, 사용자의 근육사용에 대응되는 키신호를 생성할 수 있어 근육 운동이 필요한 부위에 장착하여 게임 또는 키신호에 따라 작동이 제어되는 그 밖의 각종 기기에 접속하여 사 용할 수 있는 장점을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 근전도센서를 이용한 조작신호 발생장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치가 컴퓨터에 접속된 상태를 나타내 보인 블록도이고, 도 2는 도 1의 조작신호 발생장치의 상세 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 조작신호 발생장치(100)는 컴퓨터(200)와 접속되어 있다.
조작신호 발생장치(100)는 복수 개의 근전도 센서(100)와, 근전도 신호 처리부(120), ADC(130), 입력부(140), 표시부(150), 제어부(150), 기억부(170), 인터페이스부(180)를 구비한다.
근전도 센서(110)는 근전도 신호 검출부로서 적용된 것으로서 근육사용에 따라 인체로 발생되는 근전도 신호를 검출하여 출력한다.
근전도 센서(110)별로는 고유식별용 채널정보가 부여되어 있다.
근전도 신호 처리부(120)는 근전도 센서에 대응되게 마련되어 근전도 센서(110)로부터 출력되는 근전도 신호를 증폭 및 필터링한다.
근전도 신호 처리부(120)의 일 예가 도시된 도 3을 참조하면, 증폭부(121), 대역통과 필터(122), 정류부(123), 적분기(124)가 적용된다.
증폭부(121)는 근전도 센서(110)로부터 출력되는 미약한 생체신호를 증폭하 여 출력하는 증폭기가 적용된다.
대역통과 필터(122)는 증폭부(121)를 통해 출력되는 신호 중 노이즈 성분을 제거하기 위해 상용교류전원 주파수인 60Hz를 벗어난 80 내지 150Hz 대역의 근전도 신호만 통과할 수 있는 것이 적용되는 것이 바람직하다.
정류부(123)는 대역통과 필터(122)를 통해 출력되는 신호 중 접지 전위를 기준으로 상위 또는 하위 중 어느 하나의 출력되도록 구축될 수 있고, 이 경우 다이오드가 적용될 수 있다.
적분기(124)는 정류부(123)를 통해 출력되는 신호를 적분하여 전압신호로 출력한다.
여기서, 증폭부(121) 및 대역통과 필터(122)는 신호 감도에 따라 다단으로 더 추가되게 구축될 수 있음은 물론이다.
ADC(130)는 적분기(124)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.
ADC(130)는 변환된 디지털 신호에 대해 근전도 센서(160)별로 구분할 수 있도록 대응되게 설정된 고유식별채널 부호를 부여하여 제어부(160)에 출력한다.
입력부(140)는 다수의 입력키가 마련되어 있다.
입력부(140)에 마련된 입력키는 후술되는 기준레벨값을 조정할 수 있는 레벨조정키, 근전도 센서(110) 별로 발생시켜야 할 코드신호를 설정할 수 있는 코드설정키, 근전도 센서(110)에서 출력되는 신호의 레벨값을 표시하도록 지시하는 입력키 등 다수의 키가 마련되어 있다.
여기서, 레벨 조정키는 근전도 센서(110)에서 출력되는 신호에 대해 조작신호로서 인정할지에 대한 비교레벨을 설정하기 위한 것으로서, 사용자의 근력조정 능력에 따라 다단계로 설정할 수 있도록 구축되어 있다.
코드설정키는 1번 채널의 근전도 센서(110)로부터 출력되는 신호는 아스키코드 중 엔터키에 대응되는 코드신호로 변환되게 하고, 2번 채널의 근전도 센서(110)로부터 출력되는 신호는 왼쪽방향조작키에 대응되는 아스키 코드 신호로 변환되게 하고, 3번 채널의 근전도 센서(110)로부터 출력되는 신호는 오른쪽방향조작키에 대응되는 아스키 코드신호로 변환되게 하는 방식과 같이 근전도 센서(110)에 대해 채널별로 변환되어야 할 아스키코드값을 사용자의 편의에 따라 다양하게 설정할 수 있도록 구축된다.
표시부(150)는 제어부(160)에 제어되어 표시정보를 표시한다.
기억부(170)는 근전도 센서(110)의 출력신호에 대응되어 변환할 아스키 코드값과 같이 제어에 필요한 정보가 기록되어 있다.
제어부(160)는 근전도 센서(110) 별로 출력되는 신호를 설정된 기준 레벨값과 비교하고, 비교결과에 대응되는 조작신호를 출력한다.
즉, 제어부(160)는 근전도 센서(110)로부터 출력되는 신호가 입력부(140)에 의해 설정된 기준레벨값 보다 크면 입력부(140)에 의해 설정된 아스키 코드 변환방식에 대응하는 코드신호가 인터페이스부(180)를 통해 출력되게 처리한다.
인터페이스부(180)는 컴퓨터(200)와 인터페이싱 될 수 있게 RS232 방식 또는 USB 포트 방식의 범용 인터페이스 구조가 적용될 수 있다. 또 다르게는 인터페이스 부(180)는 무선으로 신호를 송출할 수 있는 무선방식이 적용될 수 있음은 물론이다.
여기서, 입력부(140), 표시부(150), 제어부(160), 기억부(170) 및 인터페이스부(180)는 메인 유니트에 해당한다.
이러한 조작신호 발생장치(100)는 재활대상 환자의 근육 운동이 필요한 부위에 근전도 센서(110)를 부착하고, 인터페이스부(180)를 컴퓨터(200)에 접속한 다음 원하는 게임을 수행할 수 있기 때문에 환자가 좋아하는 게임을 수행하기 위한 키 신호 발생을 위한 근육이용 과정에서 자연스럽게 근육운동이 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치가 컴퓨터에 접속된 상태를 나타내 보인 블록도이고,
도 2는 도 1의 조작신호 발생장치의 상세 블록도이고,
도 3은 도 2의 근전도 신호처리부의 일 예를 나타내 보인 블록도이다.

Claims (1)

  1. 사용자의 신체에 부착하여 사용자의 근전도 신호를 출력하는 근전도 신호 검출부와;
    상기 근전도 신호 검출부에서 출력되는 근전도 신호를 증폭하고 필터링 하는 근전도 신호 처리부와;
    상기 근전도 신호 처리부에서 출력되는 신호를 설정된 기준 레벨값과 비교하고, 비교결과에 대응되는 조작신호를 출력하는 메인 유니트;를 구비하고,
    상기 메인 유니트는
    상기 기준 레벨값을 조정할 수 있는 키가 마련된 입력부와;
    상기 근전도 신호 처리부로부터 출력되는 신호가 상기 입력부에 의해 설정된 기준레벨값 보다 크면 상기 입력부에 의해 설정된 키신호 변환방식에 따라 대응되는 코드신호가 인터페이부를 통해 출력되게 제어하는 제어부와;
    상기 제어부에 제어되어 표시정보를 표시하는 표시부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치.
KR1020080022278A 2008-03-11 2008-03-11 근전도 센서를 이용한 조작신호 발생장치 KR20090097246A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101280364B1 (ko) * 2011-09-23 2013-07-01 한국과학기술연구원 상지 근력 보조 장치
KR101320632B1 (ko) * 2012-03-12 2013-10-23 건국대학교 산학협력단 근전도-제어형 바이오피드백 운동장치 및 그 방법
KR101335328B1 (ko) * 2012-02-13 2013-12-03 인제대학교 산학협력단 생체신호를 기반으로 하는 운동 및 인지 재활 훈련 시스템

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