肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统。该系统包括下肢义肢、肌电传感器和上位机。下肢义肢包括接受腔、大腿连杆、膝关节、小腿连杆、踝关节和足底。肌电传感器通过可穿戴方式固定于健侧下肢皮肤表面。上位机包括肌电解码器和控制器，接收来自肌电传感器的肌电信号并为下肢义肢生成连续控制指令。本发明专利技术解决了现有的下肢义肢相关研究多集中在意图识别，对于如何将运动意图识别结果转换为适合下肢义肢的控制指令的研究较少的问题。

【技术实现步骤摘要】
肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统
本专利技术涉及下肢义肢
，具体地，涉及一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统。
技术介绍
由于交通事故、自然灾害、心脑血管疾病等原因，每年有数以万计的人失去下肢，这给他们的日常生活和工作带来诸多不便。目前的医疗水平尚且无法使残肢再生，因此义肢成为大多下肢截肢者不可或缺的工具。义肢不仅可以弥补下肢截肢者的肢体缺损，还可以帮助他们恢复一定的行动能力。近年来，为了实现对下肢义肢更加自然、流畅的控制，融入生物电信号的下肢义肢控制方法逐渐成为研究热点。相关研究多集中于穿戴者运动意图识别，基于识别结果完成对下肢义肢的离散控制并且取得了一定的成功。然而，自然的下肢运动并不局限于离散的运动模式，而是需要多个自由度相互协调的连续运动。因此，在准确识别意图的基础上，研究如何将识别结果转换为适合下肢义肢的连续控制指令具有实际意义。专利文献CN109984875A(申请号：201910359729.0)公开一种仿生机械义肢及控制方法，涉及义肢
，包括义肢手掌壳体、义肢手指机构和外置气囊机构；义肢手掌壳体内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，包括下肢义肢(3)、肌电传感器(1)和上位机(2)；/n下肢义肢(3)与上位机(2)通过无线方式通信，肌电传感器(1)通过无线方式与上位机(2)建立通信并将肌电信号实时发送给上位机(2)。/n

【技术特征摘要】
1.一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，包括下肢义肢(3)、肌电传感器(1)和上位机(2)；
下肢义肢(3)与上位机(2)通过无线方式通信，肌电传感器(1)通过无线方式与上位机(2)建立通信并将肌电信号实时发送给上位机(2)。


2.根据权利要求1所述的一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，所述下肢义肢(3)包括：接受腔(31)、大腿连杆(35)、膝关节(32)、小腿连杆(36)、踝关节(33)和足底(34)；
接受腔(31)用来将所述下肢义肢(3)穿戴在下肢截肢者的残肢上；
大腿连杆(35)通过膝关节(32)与小腿连杆(36)转动连接；
小腿连杆(36)通过踝关节(33)与足底(34)转动连接；膝关节(32)和踝关节(33)均为主动关节，内部各安装一个电机；
电机的驱动器与上位机(2)通过无线方式通信。


3.根据权利要求1所述的一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，所述肌电传感器(1)通过可穿戴方式固定于健侧下肢皮肤表面；
所述肌电传感器(1)包括肌电信号采集、放大、滤波及A/D转换功能。


4.根据权利要求1所述的一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，所述上位机(2)包括肌电解码器(21)和控制器(22)；
所述上位机(2)接收来自所述肌电传感器(1)的肌电信号并生成连续控制指令；
所述上位机(2)通过无线方式将连续控制指令传输给所述下肢义肢(3)的电机驱动器，同时接收来自电机的状态反馈。


5.根据权利要求4所述的一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，所述肌电解码器(21)对接收到的肌电信号进行解码，通过信号预处理、特征提取和分类得到反映穿戴者运动意图的后验概率。


6.根据权利要求5所述的一种肌电信号驱动的下肢义肢连续控制系统，其特征在于，所述信号预处理对肌电信号进行滤波，去除直流分量、高频噪声、电源噪声等干扰；
所述特征提取采用滑动窗计算预处理后的肌电信号的时域特征；
所述分类采用预训练的分类器模型识别当前肌电模式，输出各模式概率；分类器模型有2个，分别为膝关节(32)运动模式分类器和踝关节(33...

【专利技术属性】
技术研发人员：李智军，罗玲，高洪波，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34