[发明专利]肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统及控制方法

摘要

本发明属于临床康复医学领域，具体是肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统及控制方法。本发明通过神经肌电信号采集模块采集人体的上臂神经肌电信号；再通过主控板对采集到的神经肌电信号依次进行放大、滤波和归一化处理；再通过神经肌电信号处理模块将处理后的神经肌电信号进行再处理和分析，得到控制信号，并将控制信号发送给主控板；再通过上肢可穿戴外骨骼系统接收控制信号，并根据该信号进行动作。肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统基于人体神经康复信号主动控制，能够根据检测到穿戴者肌肉组织的肌电信号，捕捉穿戴者运动意图，由肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统提供所需动力辅助穿戴者实现运动目的。

主权项

1.肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统的控制方法，其特征在于，包括：神经肌电信号采集模块采集人体的上臂神经肌电信号，采集人体的上臂神经肌电信号过程中采集三个部位的神经肌电信号，三个部位分别是需要检测肌肉的中央部位、肌肉的末端和需要检测肌肉临近的骨头上或肌肉较少的位置；神经肌电信号采集模块上设有三个表面电极，三个表面电极分别用于采集需要检测肌肉的中央部位、肌肉的末端和需要检测肌肉临近的骨头上或肌肉较少的位置的肌电信号；主控板对神经肌电信号采集模块采集到的神经肌电信号依次进行放大、滤波和归一化处理，滤波处理为中值滤波或平滑滤波；神经肌电信号处理模块将主控板处理后的神经肌电信号进行再处理和分析，得到控制信号；再处理和分析包括对信号进行噪声消除、噪声滤波和噪声平滑，采用如下公式计算得到控制上肢可穿戴外骨骼运动速度的控制信号；EMG_motion(t)＝B(t)‑T(t)式中，B(t)是经过处理的肱二头肌神经肌电信号，T(t)是经过处理的肱三头肌神经肌电信号，v(t)是上肢可穿戴外骨骼的运动速度，a是恒定速度，E_trigger为阈值常数；上肢可穿戴外骨骼接收控制信号，并根据该信号进行动作。