[发明专利]步态训练设备的生理状态回馈控制方法

说明书

技术领域

本发明与步态训练设备有关，尤其指一种步态训练设备的生理状态回馈控制方法。

背景技术

如果在运动或工作中因肌肉过度负荷而发生疲劳现象，很容易让使用中的肌肉受到伤害，若是能够通过肌电讯号的量测与分析而对容易疲劳的肌肉进行事前训练，即能有效降低受伤的风险。

就相关的公知技术来说，美国第7,857,774号专利是由控制系统同时监控多数个传感器，以实时调控机械关节的出力来达到训练效果，但是因为所使用的传感器种类繁多，导致制造成本过于昂贵而缺乏实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种步态训练设备的生理状态回馈控制方法，利用肌电讯号的中位频率的偏移量来判断训练者的肌肉疲劳程度，相较于公知技术能够降低成本及简化操作流程。

为实现上述目的，本发明提供的生理状态回馈控制方法包含有三个步骤：

步骤a)先使用一生理讯号感测回路感测训练者在步态训练时的肌电讯号；

步骤b)再使用一反馈控制回路对该生理讯号感测回路所感测的肌电讯号进行时频分析，以得到该肌电讯号的中位频率，并根据该肌电讯号的中位频率的偏移结果来判断训练者在步态训练时的肌肉疲劳程度；

步骤c)是在该肌电讯号的中位频率的偏移量高于一预设门限值时，该反馈控制回路会触发一步态产生回路，使该步态产生回路驱动该步态训练设备对训练者的步态进行调整。

较佳地，在步骤c)中可以同时由一训练成效评量回路计算该肌电讯号的中位频率的偏移速度，用以评量肌肉强度的变化量，假如偏移速度较先前训练时变快是表示肌肉强度变差，偏移速度较先前训练时变慢是表示肌肉强度变强，而偏移速度与先前训练无差异时则表示肌肉强度不变。

较佳地，在步骤a)开始进行正式步态训练的前可以先设定一初始门限值，并由该初始门限值对该预设门限值进行适当的调整，以符合不同训练者的需求。

较佳地，当该肌电讯号的中位频率低于一默认疲劳值时，该反馈控制回路会启动一警示器，使该警示器发送一警示讯号提醒训练者注意。

附图说明

图1为本发明配合步态训练设备的使用示意图。

图2为本发明的流程方块图。

图3为本发明的流程方块图，主要显示设置初始门限值的过程。

图4为本发明的流程方块图，主要显示训练成效评量回路的评量过程。附图中符号说明

10步态训练设备，12生理讯号感测回路，14反馈控制回路，16步态产生回路，18训练成效评量回路，20警示器，S1～S3步骤。

具体实施方式

请先参阅图1，本发明的生理状态回馈控制方法主要是配合一步态训练设备10进行使用，在操作上包含有三个步骤，如图2所示：

步骤a)S1：使用一生理讯号感测回路12感测训练者在步态训练时的肌电讯号。

步骤b)S2：使用一反馈控制回路14对生理讯号感测回路12所感测的肌电讯号进行时频分析，以得到肌电讯号的中位频率，并根据肌电讯号的中位频率的偏移结果来判断训练者在步态训练时的肌肉疲劳程度。

步骤c)S3：当肌电讯号的中位频率的偏移量高于一预设门限值时，表示训练者的肌肉已经开始出现疲劳现象，此时的反馈控制回路14会触发一步态产生回路16，使步态产生回路16驱动步态训练设备10对训练者的步态进行调整。

在此需要补充说明的是，由于预设门限值的高低会影响反馈控制回路14对步态产生回路16的触发难易度，所以在开始进行正式步态训练的前，训练者可以根据本身的需求来设定预设门限值，首先设定一初始门限值，如图3所示，接着由训练者执行至少五次测试步态训练，并由反馈控制回路14取得训练者的肌电讯号在每一次测试步态训练的均方根值，接着将多数均方根值取平均之后乘以一增益值即可得到初始门限值，在得到初始门限值之后，反馈控制回路14即可由以下公式：