[發明專利]假肢控制方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 201711103730.4
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107870583A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 張騰宇;樊瑜波;陶靜
• 申請（專利權）人: 國家康復輔具研究中心
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04;G06K9/62
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 宋南

技術領域

本發明涉及醫療器械領域，具體而言，涉及一種假肢控制方法、裝置及存儲介質。

背景技術

隨著人文素養的提高和社會經濟的發展，社會對弱勢群體的關注度越來越高，尤其是對殘障人士的關護程度日益提高。同時，國際上，假肢技術是隨著社會和科學技術的進步而不斷由低級簡單向高級復雜方向發展的，為了提高假肢的實用性能，人們利用了一切可以利用的當代科學技術來制造性能更好的假肢，采用更先進的技術和材料，使之具備更完善的性能。20世紀90年代以來的假肢技術朝著更精密、更舒適和更符合個人要求的高技術方向發展。如今科技水平的發展使假肢類型的醫療器械越來越完善，高科技假肢幾乎能使殘障人士過上與普通人一樣的日常生活。

如今的主動式假肢靠電池電力驅動，其持續使用時間長短和電池技術直接關聯，在現今電池技術暫時無法取得重大突破的情況，高能耗的主動式假肢需要頻繁的充電且在一次充電完成后使用時間短，穿戴者在使用過程中假肢突然斷電會給穿戴者帶來極大的不便甚至是危險，被動式假肢又無法給穿戴者提供外力輔助。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種，以解主動式決假肢耗能高造成假肢一次充電完成后使用時間短，穿戴者在使用過程中假肢突然斷電會給穿戴者帶來極大的不便甚至是危險，被動式假肢又無法給穿戴者提供外力輔助的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種假肢控制方法，所述方法首先獲取使用者的肢體進行的動作的有效動作信號，基于所述有效動作信號識別所述動作的當前運動類型，再控制與所述肢體連接的假肢處于與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式。其中，所述當前匹配控制模式為主動控制模式或被動控制模式，在所述主動控制模式時，由所述假肢提供動力帶動所述肢體運動，在所述被動控制模式時，由所述肢體提供動力帶動所述假肢運動。

綜合第一方面，所述獲取使用者的肢體進行的動作的有效動作信號，包括：獲取使用者的肢體進行的動作的當前動作信號；采用移動窗口對所述當前動作信號進行數據掃描并提取所述當前動作信號的第一特征值；判斷第一移動窗口內的所述第一特征值是否超過預先設定的閾值；在第一移動窗口內的所述第一特征值超過預先設定的閾值時，判斷第二移動窗口內的所述第一特征值是否超過所述閾值；在第二移動窗口內的所述第一特征值超過所述閾值時，確定所述第一移動窗口到所述第二移動窗口的時間內的所述當前動作信號為所述有效動作信號。

綜合第一方面，在所述基于所述有效動作信號識別所述動作的當前運動類型之前，所述方法還包括：獲取多個使用者或多個測試人員在進行不同運動類型的歷史運動時對應的歷史有效動作信號的歷史第二特征值；基于所述歷史第二特征值建立運動類型和特征值的對應關系。其中，所述歷史第二特征值包括所述歷史有效動作信號的信號均方根和功率譜平均頻率。

綜合第一方面，所述基于所述有效動作信號識別所述動作的當前運動類型，包括：提取所述有效動作信號的第二特征值；基于所述第二特征值和所述對應關系識別出所述動作的當前運動類型。

綜合第一方面，所述控制與所述肢體連接的假肢處于與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式之前，還包括：基于運動類型的能耗高低建立所述運動類型與匹配控制模式的匹配關系。

綜合第一方面，所述控制與所述肢體連接的假肢處于與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式，包括：基于所述匹配關系控制與所述肢體連接的假肢處于與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式。其中，所述運動類型為高能耗類型時與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式為主動控制模式，所述運動類型為低能耗類型時與所述運動類型匹配的匹配控制模式為被動控制模式。

第二方面，本發明實施例提供了一種假肢控制裝置，所述假肢控制裝置包括信號獲取模塊、類型識別模塊和模式切換模塊。所述信號獲取模塊用于獲取使用者的肢體進行的動作的有效動作信號，還用于獲取使用者的肢體進行的動作的當前動作信號。所述類型識別模塊用于基于所述有效動作信號識別所述動作的當前運動類型。所述模式切換模塊用于控制與所述肢體連接的假肢處于與所述當前運動類型匹配的當前匹配控制模式。

綜合第二方面，所述信號獲取模塊包括掃描單元、第一判斷單元和第二判斷單元。所述掃描單元用于采用移動窗口對所述當前動作信號進行數據掃描并提取所述當前動作信號的第一特征值。所述第一判斷單元用于判斷第一移動窗口內的所述第一特征值是否超過預先設定的閾值。第二判斷單元用于判斷第二移動窗口內的所述第一特征值是否超過所述閾值。