[实用新型]基于肌电信号控制的手臂助力器

说明书

本实用新型涉及一种基于肌电信号控制的手臂助力器及其控制方法；包括固定部分、检测部分、控制部分、动力系统和电源部分；固定部分包括大臂固定板、大臂固定环、小臂固定板、小臂固定环、肩部固定带和腰部固定带；检测部分包括三片电磁贴片，分别为电磁贴片一、电磁贴片二和电磁贴片三；控制部分包括开发板、Muscle Sensor电路板和电机控制板；电源部分用于供电；本实用新型采用了肌电信号检测模块，能及时检测人体肱二头肌与肱三头肌附近收缩发出的表层肌电信号，协助完成人体相应动作；并能判断人的意图，穿戴方便，能适应不同人群的需要。

技术领域：

本实用新型涉及一种基于肌电信号控制的手臂助力器。

背景技术：

人们在生活中有时不免去搬动一些较重的东西，而这些我们费力搬起的东西往往对我们的手臂，脊椎，以及腰部带来极大的损伤，特别是那些需要经常搬动重物的工人们，往往在中年时就落下一身的疾病。随着科技的不断发展，更多人们很快关注到这些方面，人体外骨骼应运而生，他可以通过被在背部的液压装置帮助人将重物提升起来，大大减轻人所需要的手臂力气，但是纯机械的设备必然有他的不足之处，主要体现在(1)机械设计反应不够灵敏，无法及时反馈人体需要进行的动作，减缓人们的运动效率。(2)因人体体型不同，使用人群受限制。(3)液压传动装置背在背部太过沉重与不方便，增加了人体背部的负荷，并不利于人体的运动。

发明内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于肌电信号控制的手臂助力器。

本实用新型采取的技术方案是：

一种基于肌电信号控制的手臂助力器，包括固定部分、检测部分、控制部分、动力系统和电源部分。

所述固定部分包括大臂固定板、大臂固定环、小臂固定板、小臂固定环、肩部固定带和腰部固定带。大臂固定板与小臂固定板通过双向轴承进行连接；大臂固定环通过紧定螺母安装在大臂固定板另一端；小臂固定环通过紧定螺母可活动设置在小臂固定板另一端；大臂固定环和小臂固定环的直径大小均可调；肩部固定带一端通过肩带固定螺母孔固定在大臂固定板4上端，另一端绕过肩部与位于臀部偏上处的腰部固定带可活动连接。

所述检测部分包括三片电磁贴片，分别为电磁贴片一、电磁贴片二和电磁贴片三；电磁贴片一和电磁贴片二间距5cm沿手臂伸直方向贴在手臂肱二头肌上；电磁贴片三贴在手臂肱三头肌上；三片电磁贴片与Muscle Sensor电路板通过导线连接；三片电磁贴片用于检测手臂肌电信号，并将信号传递到Muscle Sensor电路板。

所述的控制部分包括开发板、Muscle Sensor电路板和电机控制板。开发板接收Muscle Sensor电路板传回的信号，使能电机控制板控制电动推拉杆的伸缩。

所述动力系统为电动推拉杆；所述电动推拉杆两端分别通过推拉杆大臂固定螺母孔和推拉杆小臂固定螺母孔连接大臂固定板和小臂固定板，起到牵引手臂运动的作用。

所述电源部分用于供电；电源模块包括12V镍氢电池、两块9V无汞碳性电池和12伏转5伏转压模块；12V镍氢电池用于为电动推拉杆供电；两块9V无汞碳性电池为MuscleSensor 电路板供电；12伏转5伏转压模块用于为开发板供电。

电磁贴片一和电磁贴片二用于检测人体肱二头肌和电磁贴片三检测肱三头肌附近收缩信号，然后通过Muscle Sensor电路板反馈到开发板中进行样本分析与计算，再由开发板使能电机控制板使能推拉杆牵引手臂提起重物，起到助力作用，而且减少设备反应时间。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型采用了肌电信号检测模块，可以及时检测人体肱二头肌与肱三头肌附近收缩发出的表层肌电信号，并判断人的意图，协助完成人体相应动作，反映灵敏。

(2)本实用新型使用前可自行根据不同人体状况调整控制参数，能适应不同人群的需要。