[發明專利]一種殘疾人下肢機器人運動檢測系統及檢測方法在審
| 申請號: | 202010465986.5 | 申請日: | 2020-05-28 |
| 公開(公告)號: | CN111568705A | 公開(公告)日: | 2020-08-25 |
| 發明(設計)人: | 劉明明;魏明生;許海燕;張桂林;梁江飛;程建;華臻;張浩;呂南寧 | 申請(專利權)人: | 連云港市第二人民醫院(連云港市臨床腫瘤研究所) |
| 主分類號: | A61H3/00 | 分類號: | A61H3/00 |
| 代理公司: | 南京眾聯專利代理有限公司 32206 | 代理人: | 許小莉 |
| 地址: | 222023 江*** | 國省代碼: | 江蘇;32 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 殘疾人 下肢 機器人 運動 檢測 系統 方法 | ||
1.一種殘疾人下肢機器人運動檢測系統,其特征在于:包括左腿數據采集模塊、右腿數據采集模塊、模數轉換模塊1、模數轉換模塊2、微處理器模塊、藍牙模塊以及電腦端;所述左腿數據采集模塊與模數轉換模塊1電連接;所述右腿數據采集模塊與模數轉換模塊2電連接;所述模數轉換模塊1與所述模數轉換模塊2都與微處理器模塊電連接;所述藍牙模塊與微處理器模塊電連接。
2.根據權利要求1所述的殘疾人下肢機器人運動檢測系統,其特征在于:所述左腿數據采集模塊包括兩個多圈可調電位器,兩個多圈可調電位器分別用于檢測左腿的下肢關節和大腿關節處的電位信號。
3.根據權利要求1所述的殘疾人下肢機器人運動檢測系統,其特征在于:所述右腿數據采集模塊包括兩個個多圈可調電位器,兩個多圈可調電位器分別用于檢測右腿的下肢關節和大腿關節處的電位信號。
4.根據權利要求1所述的殘疾人下肢機器人運動檢測系統,其特征在于:所述多圈可調電位器采用型號WXD3-13-2W的多圈可調電位器。
5.根據權利要求1所述的殘疾人下肢機器人運動檢測系統,其特征在于:所述模數轉換模塊1和所述模數轉換模塊2均包括一個14位模數轉換芯片AD9240及外圍電路。
6.一種用上述的殘疾人下肢機器人運動檢測系統進行殘疾人下肢機器人運動檢測的方法,其特征在于:該方法包括如下步驟:
S1.對左腿數據采集模塊和右腿數據采集模塊的多圈可調電位器采集并分別經過模數轉換模塊1與所述模數轉換模塊2轉換后得到的數字信號分別做滑動窗均值處理;
S2.將步驟S1中滑動窗均值處理后的數據轉換到下肢運動角度;
S3.利用步驟S2得到的下肢運動角度,根據建立的數據庫匹配對應的運動模式
S4.步態計算:通過步驟S2中得到的下肢運動角度的變化檢測行走步數。
7.根據權利要求6所述的殘疾人下肢機器人運動檢測的方法,其特征在于:步驟S1中所述的滑動窗均值處理的公式如下:
其中,Li表示左腿多圈可調電位器1采集并經過模數轉換后得到的數字信號;Mi表示左腿多圈可調電位器2采集并經過模數轉換后得到的數字信號;Ni表示右腿多圈可調電位器1采集并經過模數轉換后得到的數字信號;Qi表示右腿多圈可調電位器2采集并經過模數轉換后得到的數字信號;N表示滑動窗口寬度為150s;A1,A2,A3,A4分別表示Li、Mi、Ni、Qi經過滑動窗均值處理后的數據。
8.根據權利要求6所述的殘疾人下肢機器人運動檢測的方法,其特征在于:步驟S2中所述的將滑動窗均值處理后的數據轉換到下肢運動角度,轉換公式如下:
其中,P為多圈可調電位器對應的最大值;Z1表示左腿多圈可調電位器1對應的角度值;Z2表示左腿多圈可調電位器2對應的角度值;Z3表示右腿多圈可調電位器1對應的角度值;Z4表示右腿多圈可調電位器2對應的角度值。
9.根據權利要求6所述的殘疾人下肢機器人運動檢測的方法,其特征在于:步驟S4中所述的通過步驟S2中得到的下肢運動角度的變化檢測行走步數的方法是根據左腿多圈可調電位器1對應的角度值Z1,和右腿多圈可調電位器1對應的角度值Z3判斷行走步數,具體如下:
S41.獲取當前Z1和Z3的角度值;
S42.尋找Z1和Z3的角度曲線的最大值和最小值;
S43.當兩條角度曲線在某時刻同時存在最大值或者最小值時,認為該時刻走了一步。
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