基于LabVIEW的手部运动机能研究实验系统的设计

　　1引言

　　手部运动功能的研究广泛应用于运动科学，人机交互，假肢控制，人体工效学研究等许多方面[1]。目前国内外关于手部运动功能的研究主要集中于手指角度，手指力量，手的形态，握力等方面。力量是评价手部运动机能的一项重要参数，人们希望通过研究力量与肌电信号的对应关系，由肌电信号估计出动作的力量大小，这样就可以将该肌电信号作为未来假肢控制[2]，虚拟现实[3]，远程操作〔4〕，康复训练[5]等的生物控制信号。另外实验过程中，往往需要将测出的手部信息反馈给受试者，以指导受试者正确的完成规定的动作，因此在手部运动机能检测实验中，手部信息反馈系统的设计是非常重要的。

　　LahVIEW是一种用于虚拟仪器开发的图形化编程语言[6]，它提供了大量显示和按钮控件，用户只需连接代表各功能模块的图标即可建立自己的应用程序。因此可以大大减少程序开发的时间。其应用非常广泛，比如用其实现多道电生理系统中数据采集与数据处理[7]，利用LabVIEW设计多路脉冲治疗仪的控制面板匡等。而USB总线以其使用方便、传输速度快、即插即用、通用性强、扩展性好和性价比高等优点得到广泛的应用[9]。

　　LabVIEW软件和USB数据采集卡相结合实现的数据采集和显示系统，将充分发挥两者的优点。

　　本研究将由握力计获取的握力信息，通过USB数据采集卜采集到计算机，用LabVIEWS.0获取采集的数据，并设计出一套用于对受试者进行力量反馈的系统。

　　2系统功能设计

　　2.1实验系统整体结构

　　本研究结构框图如图l所示，USB数据采集卡将由传感器和信号调理电路获取的握力信息采集进计算机，利用LabVIEW编程将uSB数据采集卡采得的信号进行显示。

　　2.2系统功能模块

　　本系统要实现握力的测量和实时显示，这些功能可以由参数设置，显示模式，采集控制3大模块来实现。其中，参数设置模块:用来对该数据采集系统的参数进行设置，包括设置USB数据采集卡的参数，以及握力采集时各种握力水平的测试顺序。显示模式模块:用来对采集的握力的显示方式进行选择，包括实时的握力显示，以及两种力量跟踪的显示。采集控制模块:选择要进行的操作，包括采集，有握力实时采集和力量跟踪两种采集方式、数据保存、数据回放以及退出实验系统。

　　3功能实现

　　通过LabVIEW的创建菜单功能建立本系统的菜单，以下将介绍系统里各个功能的具体实现方法。

　　3.1参数设置

　　3.1.1采集卡参数设置

　　此项是对USB7310采集卡的设置。通过弹出的对话框输人要设置的参数，包括数据采集卡的索引号，待采集的通道，采集的数据的显示格式(原码、十六进制、十进制)。