[实用新型]肌电控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及肌电控制领域，尤其涉及一种用于辅助残疾人士使用自动化劳动工具的肌电控制装置。

背景技术

传统的自动化工具需要用户用身体某部分控制工具开关，如用手指扳动扳机(电钻)，或用脚踏(挖掘机)等。这对某些残疾人士造成不便。比如，经历过前臂截肢术(ForearmAmputation)、腕关节断离术(WristDisarticulation)或者患有肌肉骨骼失调综合症(MusculoskeletalDisorders)的患者就无法进行这种操作。即使有义肢也无济于事，因为义肢不能很好地帮助此类用户进行小肌肉运动技能(FineMotorControl)。这就很大程度上局限了这类用户的劳动就业。

肌电信号(EMG)是众多肌纤维中运动单元动作电位(MUAP)在时间和空间上的叠加。表面肌电信号(SEMG)是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，SEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。因而，SEMG在临床医学、人机功效学、康复医学以及体育科学等方面均有重要的实用价值。

发明内容

本实用新型的技术目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种能够利用肌电信号控制劳动工具的肌电控制装置，以满足残障用户的应用需求。

本实用新型的技术目的是采用以下技术方案实现的。

本实用新型所提供的肌电控制装置，包括信号输入模块、信号调理模块、控制模块、开关模块、电源模块、和断电保护模块。其中，信号输入模块连接到肌电控制装置外部的输入信号源，并将获取的肌电信号输出到信号调理模块；信号调理模块将经调理的肌电信号输出到控制模块，控制模块依据经调理的肌电信号输出高低电平信号；开关模块连接到肌电控制装置外部的执行模块，并依据高低电平信号控制执行模块的工作；执行模块将其工作状态反馈给控制模块；电源模块分别向信号调理模块和控制模块供电，断电保护模块连接在开关模块和电源模块之间。采用以上技术方案，用信号输入模块从输入信号源获取肌电信号，经调理、转换后得到能够控制执行模块工作的高低电平信号，从而达到了用肌电信号控制执行模块运行通断的目的，使得残障用户得以自如地控制劳动工具。

断电保护模块包括一个干簧管和一块永久磁铁，干簧管是磁敏的特殊开关，其工作原理为磁铁靠近，电源模块接通；磁铁离开，电路断开。断电保护模块可整合到整个系统中，干簧管被整合为机电控制装置的一部分，而永久磁铁与绳索相连，系在用户的胳膊或其他身体部位上，当整个装置脱落时，磁铁与干簧管分离，造成电路开路，工作停止。

更进一步地，本实用新型的肌电控制装置中的信号调理模块可包括放大电路和模拟滤波电路，信号输入模块获取的肌电信号依次经由放大电路和模拟滤波电路，得到经调理的肌电信号。

作为一优选技术方案，上述控制模块可取为一微处理器，该微处理器包括模拟信号输入端、比较判断单元、和数字信号输出端。模拟信号输入端用于接收经调理的肌电信号；比较判断单元用于将经调理的肌电信号与预设阈值进行比较判断，并输出高低电平信号；数字信号输出端用于将高低电平信号输出到开关模块。

上述开关模块可进一步包括电阻和达灵顿三极管。控制模块输出的高低电平信号经由电阻连接到达灵顿三极管的基极，达灵顿三极管的源极接地，达灵顿三极管的漏极连接到执行模块。

作为又一优选技术方案，本实用新型的肌电控制装置可还包括一浪涌保护模块以防止电压浪涌，浪涌保护模块并联在执行模块的两端。

本实用新型所提供的肌电控制装置尤其适用于电钻的应用。此时，执行模块取为电钻，输入信号源可取为人体的二头肌电信号，信号输入模块可取为电极。电极优选为便宜可靠的银-氯化银心电图电极。

附图说明

图1给出了本实用新型的肌电控制装置的总体构成示意图；

图2给出了为本实用新型中信号调理模块的具体实施例示意图；

图3给出了本实用新型中控制模块的具体实施例示意图；

图4给出了本实用新型的肌电控制装置的应用示意图；

图5给出了本实用新型的肌电控制装置的一种优选实施示意图；

图6给出了本实用新型中开关模块和浪涌保护模块的实施例示意图；

图7-1给出了本实用新型中信号输入模块采集到的肌电信号的示意图；以及

图7-2给出了本实用新型中控制模块输出的高低电平信号的示意图。

具体实施方式