上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及医疗康复器械，具体是一种供上肢截肢患者使用的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统。它包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。本实用新型专利技术可以适用于那些由于各种原因造成只有单侧有肌电信号的患者，或者勉强有双侧肌电信号而不能协调作切换动作的截肢患者，使他们安装上肢肌电假肢来提高他们的生活自理能力，提高他们的生活品质。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及医疗康复器械，具体是一种供上肢截肢患者使用的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统。
技术介绍
上臂两自由度肌电假肢是供上肢截肢患者使用的医疗康复器械，其工作原理是在截肢部位设置可采集肌电信号的电极，采集截肢患者截肢部位肌肉经大脑指挥、神经刺激，产生兴奋、收缩而产生的肌电信号。再通过电路对肌电信号进行放大，放大后的肌电信号经信号控制电路，经信号处理后驱动微型电机，控制假肢相关部位的“伸” “屈”动作，包括肘部的“伸” “屈”动作，或者手头的“张” “合”动作。现有的上臂两自由度肌电假肢控制系统通的信号采集和处理通常基于双电极控制，双电极控制电路的每一个单电极只触发一组电平触发器，对应于两种状态，不触发时的“O”状态，触发时的“I”状态。两电极不同的触发对应于四种状态，两路都不触发的“00”状态，两路中一路触发的“10”状态，两路中另一路触发的“01”状态，两路同时触发的“11”状态，这四种状态对应于假肢的“不动作” “伸” “屈” “切换”动作的信号。这种控制系统需要由两电极分别采集两拮抗的肌电信号。但在实际应用中，有的上肢截肢患者在受伤时，所受到伤害程度比较大(如硬拉伤、电击伤)。也有患者截肢后因康复训练的原因，造成不能产生两拮抗的肌电信号，即相互不干扰，或者相互干扰在允许的范围内的两路肌电信号。也有的患者有两拮抗的肌电信号，不能同时产生，即“11”状态，不能产生切换信号，这就造成这部分患者不能佩戴上臂肌电假肢，生活、自理能力降低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种能够通过单电极采集的肌电信号对肌电假肢的屈伸动作进行控制，可适用于不能产生两拮抗肌电信号的截肢患者的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统。本技术的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。所述信号控制电路还连接有一个声音提示电路。所述控制电路的信号输入端设置有电平触发电路，电平触发电路包含三组大小不同的电平触发器，可分别产生000、100、110、111四种不同状态的电平；所述电平触发电路的信号输出端连接延时互锁电路；延时互锁电路有两路信号输出，一路依次经过施密特电路、译码电路输出至延时电路，另一路依次经过计数状态变换电路、互锁电路输出至延时电路；延时电路输出至上述驱动电路。所述计数状态变换电路还连接有声音提示电路。本技术的优点是通过单电极控制上臂肌电假肢，只要求有一侧有肌电信号，就可以安装肌电假肢，而不是双侧的拮抗的肌电信号。因而可以适用于那些由于各种原因造成只有单侧有肌电信号的患者，或者勉强有双侧肌电信号而不能协调作切换动作的截肢患者，使他们安装上肢肌电假肢来提高他们的生活自理能力，提高他们的生活品质。附图说明图I是本技术的系统原理图；图2是本技术的信号控制电路的原理图。具体实施方式如图I所示，该上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控 制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。信号控制电路还连接有一个声音提示电路，用来对不同状态进行声音提/Jn ο信号控制电路的控制原理如图2所示，经信号放大电路放大后的肌电信号进入信号控制电路的电平触发电路，患者产生的大小不同的肌电信号，可先后触发三组不同大小的电平触发器，将分别产生000、100、110、111四种不同状态的电平，分别对应于假肢“不动作” “伸” “屈” “切换”四种动作形式，经过延时互锁电路，延时互锁电路确保已被触发的信号进入下一电路，防止“100” “110” “111”产生混乱而误动作。“100” “110”信号分别进入施密特电路，施密特电路对输入信号进行整形，电平匹配，确保能正确的译码。“100”“110”经译码电路译码后产生“ 100 ” “ 110 ”信号，对应假肢的“伸” “屈”动作，“ 111 ”信号进入计数状态变换电路，计数器计数，对假肢的手头和肘的工作状态进行切换，同时控制互锁电路，使互锁电路产生一定时信号，去控制译码电路后的延时电路，使做切换动作时，延时电路被关闭，同时计数器控制声音提示电路。权利要求1.一种上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统，其特征是它包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。2.根据权利要求I所述的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统，其特征是所述信号控制电路连接有一个声音提示电路。3.根据权利要求I所述的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统，其特征是所述控制电路的信号输入端设置有电平触发电路，电平触发电路包含三组大小不同的电平触发器，可分别产生000、100、110、111四种不同状态的电平；所述电平触发电路的信号输出端连接延时互锁电路；延时互锁电路有两路信号输出，一路依次经过施密特电路、译码电路输出至延时电路，另一路依次经过计数状态变换电路、互锁电路输出至延时电路；延时电路输出至上述驱动电路。4.根据权利要求3所述的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统，其特征是所述计数状态变换电路连接有声音提示电路。专利摘要本技术涉及医疗康复器械，具体是一种供上肢截肢患者使用的上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统。它包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。本技术可以适用于那些由于各种原因造成只有单侧有肌电信号的患者，或者勉强有双侧肌电信号而不能协调作切换动作的截肢患者，使他们安装上肢肌电假肢来提高他们的生活自理能力，提高他们的生活品质。文档编号A61F2/72GK202665758SQ20122019871公开日2013年1月16日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日专利技术者吴加林 申请人:丹阳精博假肢矫形器技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种上臂两自由度肌电假肢单电极控制系统，其特征是：它包括连接有单电极的肌电信号采集电路，信号采集电路的输出的信号经过信号放大电路送入信号控制电路，信号控制电路可根据肌电信号大小的不同生成四种不同状态的电平信号，信号控制电路输出的的信号经过驱动电路控制微型电机，微型电机可分别驱动肌电假肢的手头张合动作机构和肘的伸屈动作机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴加林，
申请(专利权)人：丹阳精博假肢矫形器技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：