一种膝关节外骨骼装置及其控制方法制造方法及图纸

技术编号:46062232 阅读:8 留言:0更新日期:2025-08-11 15:48
本发明专利技术公开一种膝关节外骨骼装置及其控制方法,涉及医疗康复外骨骼技术领域,包括上ARDUINO开发板以及与所述上ARDUINO开发板通讯连接的下ARDUINO开发板;红外传感器、脑电传感单元和肌电传感单元均与上ARDUINO开发板通过串口连接;脑电传感单元用于采集用户的脑电信号,肌电传感单元用于采集用户大腿的股二头肌肌电信号;数据库构建模块用于根据采集的脑电信号和肌电信号构建EEG‑EMG数据库;主控模块用于通过特征提取算法在特定的时间窗口内提取特征变量,并与所述EEG‑EMG数据库进行比对,以计算用户所需的膝关节力矩值;驱动装置用于根据所需的膝关节力矩值控制外骨骼膝关节做屈伸运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗康复外骨骼,具体涉及一种膝关节外骨骼装置及其控制方法


技术介绍

1、外骨骼机器人是典型的人机紧耦合系统,可帮助瘫痪患者康复锻炼和功能重建,外骨骼机器人是典型的人机紧耦合系统,可帮助瘫痪患者康复锻炼和功能重建,强化单兵军事作战能力等,在经济、社会、国防等层面具有重要意义,它将人的智力与外部机械设备的机械能结合在一起,为人类提供额外的力量和能力,从而增强人体机能。

2、传统的艾动(ailegs)下肢外骨骼装置只实现支持并带动下肢运动功能障碍患者以自然行走步态、真实行走方式进行康复训练,重塑患者正确行走姿势,其采用了相对被动的控制方法,既没有考虑到患者本身的状态,又忽略了“脑”对肌肉控制的主动作用。目前,多数下肢康复医疗外骨骼采用电机驱动、滚珠丝杠驱动,这种设计方式直接把驱动器安装在产品外观上,增加了样机重量和复杂程度,严重限制了装置的使用范围和时间,影响使用者的满意度。

3、目前外骨骼装置存在以下问题:(1)“人-外骨骼”机器人运动协同性亟待提升,难以完成户外复杂环境中的任务,如障碍物跨越、上下无扶手楼梯和斜坡。(2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,包括两个相互通讯连接的控制模块;

2.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,所述脑电传感单元通过皮肤电极,对用户进行非侵入式的多通道多模态的脑电定量分析,筛选膝关节屈伸状态下的脑电特征数据,并利用信号分析以及特征压缩进行计算机的深度学习。

3.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,所述肌电传感单元通过皮肤电极,进行非侵入式的单通道的肌电定量分析,筛选膝关节屈伸膝状态下股二头肌和股四头肌的电信号数据。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,还包括处理模块,用于对采集...

【技术特征摘要】

1.一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,包括两个相互通讯连接的控制模块;

2.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,所述脑电传感单元通过皮肤电极,对用户进行非侵入式的多通道多模态的脑电定量分析,筛选膝关节屈伸状态下的脑电特征数据,并利用信号分析以及特征压缩进行计算机的深度学习。

3.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,所述肌电传感单元通过皮肤电极,进行非侵入式的单通道的肌电定量分析,筛选膝关节屈伸膝状态下股二头肌和股四头肌的电信号数据。

4.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,还包括处理模块,用于对采集到的脑电信号和肌电信号进行预处理,并将预处理后的脑电信号和肌电信号传输至所述数据库构建模块;所述预处理包括滤波、去噪和时频域分析。

5.根据权利要求1所述的一种膝关节外骨骼装置,其特征在于,所述数据库构建模块通过根据对采集到的脑电信号和肌电信号数据进行时频域特征提取后,经过人工智能接口深度学习训练后建立相应特征的...

【专利技术属性】
技术研发人员:余建东王奥宇
申请(专利权)人:蚌埠医学院第一附属医院
类型:发明
国别省市:

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