【技术实现步骤摘要】
一种利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统及方法
本专利技术属于训练设备领域，涉及一种利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统及方法。
技术介绍
对于遭受了脑卒中或者其他神经系统疾病的患者来说，绝大多数都面临着运动性障碍，患者在运动恢复的过程中需要分阶段不断接受不同强度的刺激从而恢复患者的功能性行走能力。目前的训练方式有人工按摩恢复训练，功率自行车训练，下肢训练机器人恢复训练等方式。近年来训练机器人因其能有效模拟真实环境的步态，同时降低了治疗师的工作强度，提高了治疗的可持续性、安全性等优点而得到普遍的重视，训练机器人作为康复医学工程与机器人工程的跨学科结合成为研究热点。但现有的训练机器人系统普遍存在训练功能单一，与康复患者交互差等缺点，导致患者使用训练机器人的主动性和积极性较低、训练效果不理想等问题。中国专利CN107049702A和CN109419604A都提出了基于一种虚拟现实的下肢康复训练系统，但两者所提出的训练系统只注重了虚拟场景的搭建以及使用者与虚拟场景的交互问题，忽视了不同使用者不同训练阶段与训练机器人...
【技术保护点】
1.一种利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统，其特征在于，包括：/n肌电信号采集模块，用于实时采集肌电信号数据，并传输至信号处理模块中；/n信号处理模块，用于对得到的肌电信号数据进行特征提取处理，判断肌肉协同效应特征，进行动作识别判定并产生动作模型，再将处理好的动作类别信号实时传输到外骨骼控制模块；/n外骨骼控制模块，用于接收信号处理模块发来的动作类别信号和传感器反馈的交互力信号，配合虚拟现实交互模块的交互训练预设单元对使用者进行主动诱导，向下肢外骨骼发出指令以控制下肢外骨骼执行训练动作，同时反馈人机交互力信息至外骨骼控制模块，实时调整控制指令，实现对下肢外骨骼进行精确控制...
【技术特征摘要】
1.一种利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统，其特征在于，包括：
肌电信号采集模块，用于实时采集肌电信号数据，并传输至信号处理模块中；
信号处理模块，用于对得到的肌电信号数据进行特征提取处理，判断肌肉协同效应特征，进行动作识别判定并产生动作模型，再将处理好的动作类别信号实时传输到外骨骼控制模块；
外骨骼控制模块，用于接收信号处理模块发来的动作类别信号和传感器反馈的交互力信号，配合虚拟现实交互模块的交互训练预设单元对使用者进行主动诱导，向下肢外骨骼发出指令以控制下肢外骨骼执行训练动作，同时反馈人机交互力信息至外骨骼控制模块，实时调整控制指令，实现对下肢外骨骼进行精确控制；
下肢外骨骼，用于接收来自外骨骼控制模块的控制指令完成相应动作，并将使用者与下肢外骨骼的位置信息和人机交互力信息分别反馈给虚拟现实交互模块和外骨骼控制模块。
2.根据权利要求1所述的利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统，其特征在于，虚拟现实交互模块包括虚拟现实眼镜、桌面显示界面、数据输入设备、无线通信设备以及包含多种模式的训练预设单元；所述训练预设单元包括单一动作训练、平衡训练和步态训练三个阶段的训练单元，分别对应无法站立的使用者进行单一动作训练、站立初期的使用者进行站立平衡训练和能够站立中后期进行步态训练三个训练阶段。
3.根据权利要求2所述的利用肌肉协同作用的多阶段下肢训练系统，其特征在于，下肢外骨骼包括支架单元、减重单元、步态训练行走单元、外骨骼子模块、位姿变换结构、编码器、压力传感器和位置传感器；外骨骼子模块设置有髋关节、膝关节和踝关节三个主动关节，且髋关节和踝关节能够在矢状面和水平面转动，水平面的转动角度在﹣45°～45°；踝关节和髋关节矢状面的转动角度在0°～30°；膝关节在矢状面的转到角度在0°～60°，使下肢外骨骼能够完成髋关节内收、外展、屈曲和伸展，膝关节屈曲和伸展，踝关节背屈和外翻八个单一自由度动作。
4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：张小栋，刘广跃，董润霖，李瀚哲，孙沁漪，李亮亮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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