[發(fā)明專利]具有肌電刺激功能的康復(fù)機(jī)器人及其控制方法

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• 申請日: 2021-08-10
• 公開（公告）號: CN113499572A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州程天科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: A63B24/00
• 分類號: A63B24/00;A63B23/08;A63B23/12;A61H1/02;A61N1/36
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本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于康復(fù)設(shè)備的肌電刺激控制方法，康復(fù)設(shè)備至少包括供用戶進(jìn)行肌電刺激康復(fù)訓(xùn)練的外骨骼機(jī)器人，該方法包括以下步驟：設(shè)備啟動(dòng)，獲取用戶基本信息；判斷用戶類型，獲取用戶訓(xùn)練數(shù)據(jù)、初始化設(shè)備配置；若用戶為新用戶，則通過肌電刺激自動(dòng)定位獲取用戶肌電刺激最佳位置；響應(yīng)用戶輸入的訓(xùn)練指令，進(jìn)入與所述訓(xùn)練指令匹配的肌電刺激訓(xùn)練機(jī)制。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中肌電刺激位置不準(zhǔn)確、因神經(jīng)耐受肌電刺激效果差、無法矯正足內(nèi)外翻/足下垂/上肢肌無力等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域，具體為一種具有肌電刺激功能的康復(fù)機(jī)器人及其控制方法。

背景技術(shù)

脈沖肌肉電刺激是利用人工弱電流脈沖信號刺激患者目標(biāo)肌肉群的神經(jīng)，常用于由于長期不活動(dòng)、手術(shù)或傷害導(dǎo)致的廢用肌肉的力量訓(xùn)練，進(jìn)而保持肌肉質(zhì)量、保持和增加關(guān)節(jié)活動(dòng)度、促進(jìn)自主肌肉控制，并且減少痙攣、防止肌肉萎縮。康復(fù)機(jī)器人是一種可穿戴機(jī)器人，可用于有運(yùn)動(dòng)障礙、肌肉功能損傷、關(guān)節(jié)功能損傷患者的康復(fù)。

然而，在市面上銷售的產(chǎn)品中，脈沖肌肉電刺激儀和康復(fù)機(jī)器人分別有其缺點(diǎn)。對于肌肉、神經(jīng)功能損傷的患者，在使用康復(fù)機(jī)器人做康復(fù)訓(xùn)練的過程中，易出現(xiàn)足下垂、足外翻的情況，現(xiàn)有市面上的康復(fù)機(jī)器人多采用綁帶固定的方式防止足下垂的情況，對患者足下垂、足外翻情況不能起到康復(fù)作用；另外還有上肢、膝關(guān)節(jié)等功能受損的患者，現(xiàn)有市面上的康復(fù)機(jī)器人主要是針對關(guān)節(jié)活動(dòng)度的康復(fù)訓(xùn)練，對肌肉的康復(fù)相對少一些。而脈沖肌肉刺激儀要求穿戴位置必須準(zhǔn)確，否則易出現(xiàn)因位置穿戴的不合適，沒有能準(zhǔn)確刺激到目標(biāo)神經(jīng)的現(xiàn)象；如人體肱三頭肌作用于伸肘關(guān)節(jié)、伸肩關(guān)節(jié)，肱二頭肌作用于屈肘關(guān)節(jié)，前臂后旋，脛骨前肌可以幫助足背屈、內(nèi)翻，而人體結(jié)構(gòu)的個(gè)體差異性較大，不同的患者的肌肉位置存在差異性，需刺激的位置會(huì)有偏差，需要在穿戴時(shí)多次調(diào)整，使用較為繁瑣，康復(fù)效果不佳；且在持續(xù)電刺激的情況下，易出現(xiàn)神經(jīng)耐受疲勞的情況，當(dāng)患者使用過程中，隨著神經(jīng)耐受程度的增加，需要康復(fù)師增加電刺激電量，若電量超過安全范圍，會(huì)對患者造成損傷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種應(yīng)用于康復(fù)設(shè)備的肌電刺激控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，一種應(yīng)用于康復(fù)設(shè)備的肌電刺激控制方法，康復(fù)設(shè)備至少包括供用戶進(jìn)行肌電刺激康復(fù)訓(xùn)練的外骨骼機(jī)器人，該方法包括以下步驟：

S01、設(shè)備啟動(dòng)，獲取用戶基本信息；

S02、判斷用戶類型，獲取用戶訓(xùn)練數(shù)據(jù)、初始化設(shè)備配置；

S03、若用戶為新用戶，則通過肌電刺激自動(dòng)定位獲取用戶肌電刺激最佳位置；

S04、響應(yīng)用戶輸入的訓(xùn)練指令，進(jìn)入與所述訓(xùn)練指令匹配的肌電刺激訓(xùn)練機(jī)制。

進(jìn)一步的，所述用戶基本信息包括但不限于用戶ID、身高、體重、年齡、臂長、腿長。

進(jìn)一步的，所述用戶訓(xùn)練數(shù)據(jù)包括但不限于關(guān)節(jié)活動(dòng)度范圍、肌電刺激最佳位置、肌電刺激電量范圍、肌電刺激電量閾值等。

進(jìn)一步的，所述通過肌電刺激自動(dòng)定位獲取用戶肌電刺激最佳位置，包括以下步驟：

S11、獲取肌電刺激初始位置、最低肌電刺激電量；

S12、采集傳感器數(shù)據(jù)；

S13、判斷當(dāng)前用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)是否在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若是，輸出當(dāng)前肌電刺激位置；

S14、用戶狀態(tài)數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍時(shí)，增加肌電刺激電量強(qiáng)度并判斷電量強(qiáng)度是否達(dá)到預(yù)設(shè)閾值；

S15、若電量已達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，則調(diào)整肌電刺激位置；若電量未達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，返回所述采集傳感器數(shù)據(jù)步驟。

進(jìn)一步的，所述肌電刺激訓(xùn)練機(jī)制包括：

肌電刺激訓(xùn)練模式、主動(dòng)發(fā)力訓(xùn)練模式、抗阻訓(xùn)練模式和測評模式，以上肌電刺激訓(xùn)練機(jī)制在同一時(shí)間單獨(dú)運(yùn)行。

進(jìn)一步的，所述肌電刺激訓(xùn)練模式，包括以下步驟：