[发明专利]基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统

权利要求书

1.一种基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征在于，包括：依次连接的传感模块、控制模块和反馈模块、与控制模块相连的云存储模块以及分别与云存储模块相连的康复矫正模块和辅助检查模块，其中：传感模块与控制模块相连并传输原始的人体惯性运动参数以及表面肌电信号信息，控制模块与云存储模块，反馈模块相连并传输初步滤波后的人体惯性运动参数以及表面肌电信号信息，并下发所需反馈电流，反馈模块与控制模块以及输出电极相连并传输用于刺激的电流参数信息，云存储模块与康复矫正模块以及辅助检查模块相连并传输人体关节活动度以及表面肌电特征等信息，康复矫正模块与云存储模块，控制模块相连并传输所需的反馈电流的控制信号信息，辅助检查模块与前端界面相连并传输下肢运动机能监测参数信息。

2.根据权利要求1所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的传感模块包括：与控制模块相连的表面肌电传感器和九轴加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的传感模块中的表面肌电传感器在每个肌肉的测量位置均采用三个电极位置，其中：两个同向的电极表示测量对应肌肉中间和末尾的电信号，侧面的电极表示参考电极。

4.根据权利要求2所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的九轴加速度传感器包括：三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计。

5.根据权利要求1所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的控制模块包括：单片机单元、总线单元以及无线传输单元，其中：单片机单元与总线单元相连并传输传感器采集的信号；总线单元与单片机模块相连接，接收单片机单元的轮询信号以及对反馈模块的控制信号；无线传输单元与外部云存储模块相连接收并传输单片机处理过的数据给云端的服务器。

6.根据权利要求1所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的云端存储模块包括：控制模块接口单元、数据库单元、康复矫正接口单元以及辅助检查接口单元，其中：控制模块接口单元与控制模块相连并传输初步滤波后的人体惯性运动参数以及表面肌电信号信息，数据库单元与控制模块接口单元、康复矫正接口单元以及辅助检查接口单元相连并传输存储在云端的数据信息，康复矫正接口单元与康复矫正模块相连并传输所需的反馈电流的控制信号信息，辅助检查接口单元与辅助检查模块相连并传输人体关节活动度以及表面肌电特征等信息。

7.根据权利要求1所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的辅助检查模块包括：特征信号提取单元、特征参数比较单元、神经网络分类单元，评价单元其中：特征信号提取单元与特征参数比较单元相连并传输关节角度信息以及肌电信号的时域特征信息，特征参数比较单元与神经网络分类单元相连并传输参数比较信息，神经网络分类单元与评价单元相连并传输分类结果与参数比较信息，评价单元输出使用者某部分关节无法正常工作，进而给出可能的异常原因。

8.根据权利要求7所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的特征信号提取单元从控制模块上传的惯性运动参数以及表面肌电信号中提取出时域特征，经过步态时相分割，将信号离散为可分析的量化数据，处理发送给特征参数比较单元。

9.根据权利要求8所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的时域特征包括：均方根值为幅值均值绝对值为积分绝对值为过零率为其中：N代表一段时间范围内d(i)代表表面肌电信号与一段时间范围内平均肌电信号的差值，sEMG(t)或者sEMG(t_i)代表时间t或t_i时的表面肌电信号值。

10.根据权利要求1所述的基于肌电信号反馈的可穿戴下肢康复系统，其特征是，所述的康复矫正模块包括：数据比较单元，数据映射单元，指令下发单元，其中：数据比较单元与云端存储模块相连获取惯性运动参数，得到与预制角度阈值的差值，数据映射单元与数据比较相连获得差值信息，把相差的关节角度映射成用于刺激的肌电信号的相关参数，指令下发单元接收用于刺激的肌电信号的相关参数，将其转化为控制模块使用的信号。