[實用新型]一種肌電假手的自適應控制電路

有效

• 申請號: 201920781368.4
• 申請日: 2019-05-28
• 公開（公告）號: CN210784864U
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 吳常鋮;胡珊珊;曹青青;費飛;楊德華;朱永凱;陸熊;嚴余超
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京工業職業技術學院
• 主分類號: A61F2/72
• 分類號: A61F2/72
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

本實用新型公開了一種肌電假手的自適應控制電路，包括肌電檢測模塊、峰值提取模塊、自適應調節模塊、驅動控制模塊和電源模塊，電源模塊為整個電路供電，肌電檢測模塊用于測量人體手臂皮膚表面的肌電信號，并將測量到的兩路肌電信號送至峰值提取模塊和自適應調節模塊，峰值提取模塊將提取的兩路肌電信號的峰值送至自適應調節模塊，自適應調節模塊根據峰值提取模塊提取到的兩路肌電信號的峰值對肌電檢測模輸出的兩路肌電信號進行比例調節，然后送至驅動控制模塊進行控制假手的運動。本實用新型在不使用微控制器的情況下實現肌電信號的自適應調節，抑制了肌電信號個體差異和測量位置對假手控制效果的影響，有效擴大肌電假手對不同殘疾人的適用范圍。

技術領域

本實用新型涉及控制電路，特別是涉及一種肌電假手的自適應控制電路，可廣泛應用于手部殘疾人的仿生假手控制。

背景技術

假手是用于在外形和功能上重建殘疾人缺失肢體的重要裝置。起源于20世紀中期的肌電假手，由于操作方式符合人體的自然操作習慣而受到廣泛的關注。肌電假手通過肌電傳感器采集殘疾人殘臂上的肌電信號，采集得到的肌電信號經過動作識別后用于控制假手的運動。然而，肌電信號具有很強的個體差異和測量位置差異，導致殘疾人在安裝佩戴假手時，需要先在殘疾人的殘臂上選定測量點進行肌電信號測量，然后根據肌電信號的強度對假手的控制參數進行因人而異的調整，并且往往需要經過一段較長時間的訓練、適應，佩戴者才能夠較為靈活地控制假手。而假手的使用過程中，由于日常的重復穿戴會造成傳感器與皮膚間貼合位置的變化(即測量位置發生變化)、肌肉疲勞會造成肌電信號的變化、環境溫/濕度的變化會造成測量點皮膚表面的阻抗發生變化等因素，導致使用一段時間后假手會出現控制失效或不靈活的現象，此時需要對假手的參數進行重新調整。目前，缺乏個體自適應能力的肌電假手嚴重影響著殘疾人對假手的使用。

實用新型內容

實用新型目的：提供一種肌電假手的自適應控制電路，使得假手能夠根據用者的肌電信號自主調節控制信號。

技術方案：為實現上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種肌電假手的自適應控制電路，包括肌電檢測模塊、峰值提取模塊、自適應調節模塊、驅動控制模塊和電源模塊，電源模塊為整個電路供電，肌電檢測模塊用于測量人體手臂皮膚表面的肌電信號，并將測量到的兩路肌電信號送至峰值提取模塊和自適應調節模塊，峰值提取模塊將提取到的兩路肌電信號的峰值送至自適應調節模塊，自適應調節模塊根據峰值提取模塊提取到的兩路肌電信號的峰值對肌電檢測模輸出的兩路肌電信號進行比例調節，并將經過比例調節后的兩路肌電信號送至驅動控制模塊，驅動控制模塊輸出的控制信號控制假手的運動。

可選的，肌電檢測模塊包括肌電傳感器、整形濾波電路和電壓跟隨電路，肌電傳感器采集肌電信號，并輸出至整形濾波電路對肌電信號進行整形和濾波處理，然后經電壓跟隨電路輸出至峰值提取模塊和自適應調節模塊。

可選的，肌電傳感器包括第一肌電傳感器和第二肌電傳感器，整形濾波電路包括第一電壓基準芯片、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第一放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容和第二電容，電壓跟隨電路包括第二放大器和第三放大器；第一肌電傳感器的輸出端與第一二極管的陽極和第二二極管的陰極相連，第二肌電傳感器的輸出端與第三二極管的陽極和第四二極管的陰極相連；第三電阻與第一電容并聯后的一端與地線相連，另一端與第二電阻的一端和第二放大器的同相輸入端相連；第五電阻與第二電容并聯后的一端與地線相連，另一端與第四電阻的一端和第三放大器的同相輸入端相連；第二電阻的另一端與第一二極管的陰極相連，第四電阻的另一端與第三二極管的陰極相連；第一電壓基準芯片的引腳1和引腳3相連，并且與第一電阻的一端和第一放大器的同相輸入端相連，第一電阻的另一端與+5.0V相連；第一放大器的反相輸入端和第一放大器的輸出端相連，并且與第二二極管的陽極和第四二極管的陽極相連；第二放大器和第三放大器的反向輸入端均與各自的輸出端相連，第二放大器和第三放大器的輸出端連接至峰值提取模塊和自適應調整模塊。