[发明专利]采用肌电和脑电协同控制的假肢手及其控制方法

权利要求书

1、采用肌电和脑电协同控制的假肢手，包括装在残臂上的拾电电极、与电极对应的肌电信号处理模块、A/D转换数据采集部分、由计算机完成的肌电信号运动模式识别和轨迹预测模块，由模式识别和轨迹预测模块输出控制信号经驱动电路带动的电动假肢手、触滑觉一体化传感器，其特征在于，还包括：

一根据触滑觉一体化传感器信号决定是否启动的系统反馈刺激装置，该刺激装置提供电刺激或振动；

检测由刺激装置触发的事件相关电位中的P300脑电波的拾电电极；

与检测脑电波的拾电电极对应的脑电信号处理模块；

脑电A/D转换数据采集部分；

输出信号与电动假肢手驱动电路相连的力量及速度调节模块。

2、采用肌电和脑电协同控制假肢手的方法，包括下列步骤：

(1)系统首先通过处理模块对肌电信号进行采集和放大；

(2)然后对肌电信号进行特征提取和模式识别；

(3)触滑觉一体化传感器测得被抓物体的抓取情况的信号，

(4)当信号反映被抓物没有抓取好，反馈刺激装置给操控者一定形式的物理刺激信号，该物理刺激信号的刺激方式是电刺激或振动；

(5)脑电的拾电电极检测由物理刺激信号诱发的事件相关电位中的P300脑电波；

(6)脑电波经脑电信号处理模块处理后输出到力量及速度调节模块；

(7)调节模块的输出信号完成对电动假肢手的进一步控制。

3、如权利要求2所述采用肌电和脑电协同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步骤(1)中对肌电信号的采集中，放大和滤波功能分四级实现；第一级采用仪用放大器将采集到的生物信号放大数十倍；第二级采用无源双T型陷波电路，电路的电阻和电容经过匹配，可以很好地滤除50Hz干扰；第三级采用高通滤波器，滤除极化电势产生的直流电位；第四级采用低通滤波器，滤除高频干扰，脑电信号的截止频率设置在30Hz，肌电信号的截止频率设在500Hz；该低通滤波器还作为A/D转换前的防混迭滤波器；从人体的安全性考虑，在电路中采用高速数字光耦隔离。

4、如权利要求2所述采用肌电和脑电协同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用小波包和主元神经网络相结合的特征提取办法和LVQ网络分类器对受试者动作进行模式识别。

5、如权利要求2所述采用肌电和脑电协同控制假肢手的方法，其特征在于，所述步骤(2)中对握拳、展拳、手臂内旋、手臂外旋和自然放松五种状态进行特征提取和模式识别。