一种基于肌电智能穿戴的交互式康复系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113871028A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202110631860.5(22)申请日2021.06.07(71)申请人钧晟（天津）科技发展有限公司地址300110天津市南开区鞍山西道与白提路交口万科时代中心1栋2301号(72)发明人王洋阳陈云刚孟庆典(74)专利代理机构深圳紫晴专利代理事务所(普通合伙)44646代理人郭清秀(51)Int.Cl.G16H80/00(2018.01)G06F3/01(2006.01)G06N3/04(2006.01)G06N3/08(2006.01)权利要求书6页说明书8页附图3页(54)发明名称一种基于肌电智能穿戴的交互式康复系统(57)摘要本发明提出了一种基于肌电智能穿戴的交互式康复系统，包括穿戴式肌电采集设备、手部肌电主动训练界面、生理状态分析模块和仿生机械手控制模块。所述的穿戴式肌电采集设备包括有：依次连接的用于电极贴及导联线，生物电信号采集模块、STM32微处理器、WIFI无线数据传输电路和陀螺仪电路。所述的手部肌电主动训练界面辅助包括手机端显示屏、WIFI模块、手机端处理器，用于训练手部动作。生理状态分析模块通过多种方法识别使用者当前的意图动作，将动作指令发送至仿生机械手控制模块。所述的仿生机械手控制设备根据生理状态分析模块所输出的结果，通过无线传输控制仿生机械手设备。通过数据的采集处理以及控制来达到手部动作与机械手的交互，进而实现手部肌肉康复的目的。CN113871028ACN113871028A权利要求书1/6页1.一种基于肌电智能穿戴的交互式康复系统，包括有依次连接的：穿戴式肌电采集设备(1)、手部肌电主动训练界面(2)、生理状态分析模块(3)和仿生机械手控制模块(4)。其特征在于，使用者通过所述的手部肌电主动训练界面(2)，应用所述的穿戴式手部肌电采集设备(1)从使用者手部采集sEMG肌电信号；所述的生理状态分析模块(3)接收sEMG肌电信号，并结合深度学习卷积神经网络算法(CNN)，智能识别使用者选择的手部动作。所述的仿生机械手控制模块(4)以生理状态分析模块(3)作为基础，通过无线远程设备，控制仿生机械手设备(4)做出与手部动作相对应的运动，另外陀螺仪模块也通过无线远程设备，发送数据，与生理状态分析模块(3)相结合，共同控制仿生机械手设备(4)。2.根据权利要求1所述的基于肌电智能穿戴的交互式康复系统，其特征在于，所述的穿戴式肌电采集设备(1)包括有：依次连接的用于采集sEMG肌电信号的电极贴及其导联线(11)，用于肌电信号放大和转换的生物电信号采集模块(12)、用于控制肌电信号的采集以及向生理状态分析模块(2)传输sEMG肌电信号的STM32微处理器(13)和WIFI无线数据传输电路(14)，陀螺仪电路(15)、用于测量穿戴式肌电采集设备(1)的加速度，角速度和角度，分别连接生物电信号采集模块(12)和STM32微处理器(13)的系统供电电路(16)，以及蓝牙无线传输电路(17)，其中，所述的电极贴及其导联线(11)中的电极贴采集手部不同肌肉的sEMG肌电信号，通过导联线及PJ313B接口与生物电信号采集模块(12)相连接，用于生物电信号的采集和传输；电极贴粘贴在穿戴者手部，肌电采集模块采集的肌肉为：尺侧腕伸肌，指伸肌，桡侧腕短伸肌，桡侧腕长伸肌，肱桡肌，旋前圆肌，桡侧腕屈肌，掌长肌，尺侧桡屈肌，可获得手部8个通道的肌电信号；所述的生物电信号采集模块(12)是由数片集成了用于接收电极贴采集的肌肉电压，sEMG肌电信号的高共模抑制比模拟输入AD模块、用于进行测量肌电压sEMG，将肌电信号放大的低噪声可编程增益放大器和用于将模拟信号转换为数字信号的高分辨率同步采样模数转换器的生物电信号采集芯片组成；所述的STM32微处理器(13)用于调整生物电信号采集模块的采集模式与调整和控制WIFI无线数据传输模块(14)和NRF24L01无线远程电路(17)输出sEMG肌电信号，发送到手机端，以供生理状态分析模块(3)进行数据分析。以及将陀螺仪电路(15)所测得的加速度，角速度，角度信号进行数据分析，最终发送到仿生机械手设备(4)；所述的WIFI无线数据传输模块(14)工作在AP模式下，最高传输速率4Mbps，在STM32微处理器(13)的控制下，周期性地将采集到的sEMG肌电信号以数据包的形式通过WIFI无线数据传输模块(14)向手部肌电主动训练界面(2)和手机端的生理状态分析模块(3)输出sEMG肌电信号；所述的WIFI无线数据传输模块(14)工作在AP模式下，最高传输速率4Mbps，在STM32微处理器(13)的控制下，周期性地将采集到的sEMG肌电信号以数据包的形式通过