[發明專利]一種混合腦機接口驅動的康復輔助機器人

有效

• 申請號: 201811434591.8
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109605385B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 徐寶國;張大林;李文龍;魏智唯;宋愛國;趙國普;李會軍;曾洪
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/16;B25J9/08;B25J13/08;B25J19/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

1.一種混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于包括：

數據采集模塊，用于采集用戶的視線運動信息和在進行運動想象時產生的運動想象腦電信號，以及根據PC處理模塊指令采集用戶臉部和目標物體的深度圖像信息；

PC處理模塊，用于根據用戶的運動想象腦電信號獲取用戶想要抓取的目標物體，向數據采集模塊發送指令采集用戶臉部和目標物體的深度圖像信息，并根據接收的圖像信息提取出位置信息；

機械臂控制模塊，用于根據用戶臉部和目標物體的位置信息規劃機械臂將目標物體運送到用戶臉部的運動路徑，以及綜合用戶的視線運動信息和規劃的運動路徑產生機械臂控制信號，控制機械臂的運動；所述機械臂控制模塊具體包括：機械臂路徑規劃單元，用于根據用戶臉部和目標物體的位置信息，規劃機械臂以夾取目標物體的位置作為起點，用戶的臉部位置作為終點的運動路徑；機械臂運動控制單元，用于將數據采集模塊發送的用戶視線運動信息作為機械臂運動啟停信號，按照規劃的運動路徑產生機械臂控制信號，控制機械臂的運動；

機械臂，用于按照機械臂控制模塊的控制進行運動；

反饋模塊，安裝于機械臂上，用于反饋夾取目標物體是否成功的信號,所述反饋模塊具體包括：觸覺檢測裝置，安裝于機械臂末端執行器處，用于檢測機械臂末端執行器的壓力變化；震動反饋單元，用于在觸覺檢測裝置檢測到機械臂末端執行器壓力增加時，發出夾取成功信號，提示用戶目標物體夾取成功。

2.根據權利要求1所述的混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于：所述數據采集模塊具體包括：

腦電信號采集單元，用于采集用戶在進行運動想象時產生的運動想象腦電信號，并進行信號濾波、放大、模數轉換后傳輸至PC處理模塊；

圖像采集單元，用于采集位于目標位置的目標物體三維深度圖像信息，以及采集用戶臉部的深度圖像信息，接收PC處理模塊發送的指令，并從中解析出目標位置和用戶臉部位置信息；

視線追蹤單元，用于采集用戶的視線運動信息，并傳輸至機械臂控制模塊。

3.根據權利要求1所述的混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于：所述PC處理模塊具體包括：

腦電數據處理單元，用于對用戶的運動想象腦電信號進行預處理，提取出腦電特征信號，并根據預訓練的分類器解析用戶腦電意圖得到該腦電特征信號所對應的物體位置，作為用戶想要抓取的目標物體的位置，生成包含目標物體位置的采集指令至數據采集模塊；

識別定位單元，用于根據數據采集模塊采集的用戶臉部和目標物體的深度圖像信息提取出用戶臉部和目標物體的位置信息；

運動想象引導單元，用于播放引導用戶運動想象的音頻和視頻。

4.根據權利要求2所述的混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于：所述腦電信號采集單元包括依次連接的標準10-20導腦電極帽、多通道腦電放大器、模數轉換器和信號傳輸單元。

5.根據權利要求2所述的混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于：所述圖像采集單元包括兩個Kinect相機，用于分別獲取目標物體和用戶臉部的深度圖像信息。

6.根據權利要求2所述的混合腦機接口驅動的康復輔助機器人，其特征在于：所述視線追蹤單元具體為眼動追蹤儀，安裝于PC處理模塊顯示器的正下方，用于通過測量眼睛的注視點的位置而實現對眼球運動的追蹤。