一种外骨骼电机系统运动的控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种外骨骼电机系统运动的控制方法，包括以下具体方法：利用体表电极采集到的肌电信号和健侧肢体运动产生的角度信号，将多通道肌电信号通过脉冲序列生成算法产生脉冲；然后将脉冲序列发送至外骨骼电机控制系统，驱动相应关节转动以实现患者肢体运动功能重建。本发明专利技术提供的一种外骨骼电机系统运动的控制方法，本发明专利技术提供的一种外骨骼电机系统运动的控制方法，肌电信号与角度信号相融合，进行综合操作，肌电信号生成脉冲生成控制外骨骼电机系统的脉冲序列信号，同时使用角度信号作为肌电信号通道的开关信号，判断患者肢体运动类型，提高运动识别的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼电机系统运动的控制方法
本专利技术涉及偏瘫治疗领域，特别涉及一种外骨骼电机系统运动的控制方法。
技术介绍
偏瘫患者因肢体运动功能丧失给家庭、社会带来了交大的负担。偏瘫一侧肢体运动功能重建一直是神经科学和康复医学领域的研究热点。国内外的研究机构为瘫痪患者设计了许多辅助肢体运动的外骨骼系统，主要分为被动式控制和主动式控制两大类。被动式控制通过事先设置好的肢体运动逻辑和关节转动角度实现患者偏瘫一侧肢体运动功能重建，但是肢体的被动运动会被患者体验带来诸多不适应。因此，主动式控制是外骨骼电机系统运动控制的未来趋势。主动式控制是通过生物电传感器采集到的人体生物电信号控制外骨骼的电机系统，实现患者偏瘫肢体运动功能恢复。但由于缺乏对各种运动的神经及肌肉电信号的认知，使得产生是运动与正常人仍有较大差距。将角度传感器的信号与生物电信号相融合，会使得以主动式控制外骨骼电机系统的结果更加精准，弥补现有外骨骼电机系统运动控制的缺陷。在专利号为201310556320.0中，提出了“多自由度穿戴式下肢外骨骼机器人电动控制系统”的专利技术专利。该专利通过CAN通讯模块实现CPU与各关节控制器数据通讯以实现外骨骼机器人步态规划，属于被动控制。在专利号为201310306301.2中，提出了“基于肌电信号反馈的下肢康复机器人系统及其控制方法”的专利技术专利。该专利通过分析肌电信号分析出患者运动意图，并驱动外骨骼产生运动轨迹。同时每个运动周期采集肌电信号判断患者疲劳程度。上述控制方法分别以被动或主动的形式控制外骨骼机器人，被动式控制缺点是显而易见的，但是主动式控制中采用的肌电信号本身存在采集和处理的复杂性，对于精细运动难以做出准确判断。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种外骨骼电机系统运动的控制方法，其使用角度信号作为肌电信号通道的开关信号，判断患者肢体运动类型，提高运动识别的准确性。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种外骨骼电机系统运动的控制方法，包括以下具体方法：利用体表电极采集到的肌电信号和健侧肢体运动产生的角度信号，将多通道肌电信号通过脉冲序列生成算法产生脉冲；然后将脉冲序列发送至外骨骼电机控制系统，驱动相应关节转动以实现患者肢体运动功能重建。作为改进，所述方法包括以下步骤：1)采用角度传感器采集患者肢体运动的弯曲信息，通过探测电机采集患者肢体运动致使相关肌肉上产生的肌电信号；2)通过脉冲序列生成系统，该系统将角度信息对于的肌电信号转换成脉冲序列；3)外骨骼电机系统通过脉冲序列信号转动至相应角度，以实现患者肢体运动功能重建。本专利技术的有益效果为：本专利技术将角度信号作为肌电信号通道的开关信号；将肌电信号通过脉冲序列生成算法后传送给外骨骼电机系统以控制其运动；将肌电信号与角度信号相融合，进行综合操作，肌电信号生成脉冲生成控制外骨骼电机系统的脉冲序列信号，同时使用角度信号作为肌电信号通道的开关信号，判断患者肢体运动类型，提高运动识别的准确性；解决了单独依靠肌电信号无法准确识别运动的缺点。附图说明图1为本专利技术方法的控制原理示意图；具体实施方式下面结合附图来进一步说明本专利技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1所示，一种外骨骼电机系统运动的控制方法，步骤如下：第一步，将体表探测电极放置在动作相关的肌肉上采集肌电信号；通过角度传感器采集患者动作的弯曲信息；第二步，肌电信号通过脉冲序列生成算法生成多通过脉冲序列信号；这里肌电信号是指原始肌电信号通过放大、滤波后的信号；所述脉冲序列生成算法是指将肌电信号生成幅值、频率等成正比的外骨骼电机系统驱动信号。其中，通过角度传感器采集到的角度信号作为肌电信号采集通道的开关信号。通过设定阈值的方式判断肢体产生何种运动，然后选择性采集相关肌电信号。第三步，将采集到的肌电信号与角度传感器信号将结合，通过脉冲序列生成算法生成控制外骨骼电机控制系统的脉冲序列。角度传感器信号的引入主要是为了解决较为细致运动的识别问题。单独依靠肌电信号只能识别较为粗犷的运动，引入角度信息可以做到精细运动识别的目的。采集关键肌肉的肌电信号，然后通过脉冲序列生成算法产生相应脉冲序列，具体是指通过采集关键肌肉的肌电信号，利用算法将其转换成频率、幅值成正比的脉冲序列，生成的信号与患者肌电信号相关，使得外骨骼电机系统运动和患者之间有反馈关联。以上所述仅为本专利技术专利的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术专利，凡在本专利技术专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术专利的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼电机系统运动的控制方法，其特征在于，包括以下具体方法：/n利用体表电极采集到的肌电信号和健侧肢体运动产生的角度信号，将多通道肌电信号通过脉冲序列生成算法产生脉冲；然后将脉冲序列发送至外骨骼电机控制系统，驱动相应关节转动以实现患者肢体运动功能重建。/n

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼电机系统运动的控制方法，其特征在于，包括以下具体方法：
利用体表电极采集到的肌电信号和健侧肢体运动产生的角度信号，将多通道肌电信号通过脉冲序列生成算法产生脉冲；然后将脉冲序列发送至外骨骼电机控制系统，驱动相应关节转动以实现患者肢体运动功能重建。


2.根据权利要求1所述的一种外骨骼电机系...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈轶，张文，牛少彰，崔浩亮，王让定，
申请(专利权)人：东南数字经济发展研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33