[发明专利]一种膝关节助力训练器控制方法和膝关节助力训练器

说明书

本申请提供一种膝关节助力训练器控制方法，包括：判断是否获取到所述膝关节拮抗肌电信号；若获取到所述膝关节拮抗肌电信号，遍历所述膝关节拮抗肌电信号，确定所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势；根据所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势，预测膝关节输出力矩值，得到膝关节输出力矩预测值；根据所述膝关节输出力矩预测值输出力矩。通过该种方法，使得膝关节助力训练器实现了膝关节助力训练器的有源输出，即能够根据下肢功能障碍使用者的自身实际肌肉状况及运动能力作出运动预测，并通过运动预测结果输出力矩，有效提高了膝关节助力训练器的使用舒适度以及训练效率。

技术领域

本发明涉及医疗康复领域，具体涉及一种肢体康复训练设备。

背景技术

许多人因为慢性骨关节疾病、韧带及软组织损伤、脊髓损伤、脑损伤、中风等因素会导致下肢无法正常行走，同时还有一部分人由于神经损伤、病变、关节炎、严重创伤等因素卧床时间久而导致下肢肌肉萎缩或产生肌肉力量不足的问题。针对下肢无法正常行走、肌肉萎缩或肌肉力量不足的问题，多通过对腿部进行按摩、热敷、活动关节及进行辅助行走训练来改善。

目前，活动关节及进行辅助行走训练的方式大多采用肢体康复训练器进行，而传统的康复训练器体积较大，不适合居家进行康复训练，且不能够日常穿戴行走使用。而在现有技术中，存在的膝关节助力训练方法，能够满足居家进行康复训练且能够日常穿戴行走使用，但是该种膝关节助力训练器只能通过调节固定档位对下肢功能障碍用户实现主动增阻训练或助力行走，无法根据下肢功能障碍用户的个体状况进行智能调节助力，档位调节无法适用于所有的下肢功能障碍用户，造成其个体针对性较差，穿戴舒适性较差的问题。

由此可见，现有技术有待于进一步地改进和提升。

发明内容

本申请提供了一种膝关节助力训练器控制方法和膝关节助力训练器，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

一方面，本申请提供一种膝关节助力训练器控制方法，包括：判断是否获取到所述膝关节拮抗肌电信号；若获取到所述膝关节拮抗肌电信号，遍历所述膝关节拮抗肌电信号，确定所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势；根据所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势，预测膝关节输出力矩值，得到膝关节输出力矩预测值；根据所述膝关节输出力矩预测值输出力矩。

作为一种可选的实施方式，所述遍历所述膝关节拮抗肌电信号，确定所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势包括：对所述膝关节拮抗肌电信号进行预处理，得到膝关节拮抗肌电信号特征值；根据膝关节拮抗肌电信号特征值计算关键参考信号；根据关键参考信号确定所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势。

作为一种可选的实施方式，所述根据所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势，预测膝关节输出力矩，得到膝关节输出力矩预测值包括：将所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势作为输入信号输入至预训练神经网络力矩预测模型的；得到关节输出力矩预测值，其中，所述预训练神经网络力矩预测模型基于标定的膝关节拮抗肌电信号变化趋势和对应的关节输出力矩作为训练样本进行训练的得到。。

作为一种可选的实施方式，所述膝关节助力训练器包括多个调节档位。

作为一种可选的实施方式，所述控制方法还包括：若未获取到所述膝关节拮抗肌电信号，根据所述调节档位输出固定力矩值。

作为一种可选的实施方式，所述根据所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势，预测膝关节输出力矩，得到膝关节输出力矩预测值包括：获取膝关节运动神经网络；根据所述膝关节运动神经网络和所述膝关节拮抗肌电信号变化趋势预测膝关节输出力矩。

作为一种可选的实施方式，所述膝关节拮抗肌包括肱四头肌和腘绳肌。

作为一种可选的实施方式，所述膝关节输出力矩预测值与助力力矩呈反比。