基于肌电的下肢康复训练系统跑步机速度自适应控制方法

    公开(公告)号:CN106422172B

    公开(公告)日:2018-10-30

    申请号:CN201611047506.3

    申请日:2016-11-22

    Abstract: 本发明公开一种基于肌电的下肢康复训练系统跑步机速度自适应控制方法,通过肌电信号采集仪实时采取患者下肢的肌电信号,经过滤波、降噪等预处理后,分别提取相关肌电信号的幅值特征和能量特征,通过步态周期检测算法和步长估计算法实时预测出患者下肢运动的步态周期和步长;再据此求出患者下肢运动的期望速度;与此同时,利用系统辨识法获取跑步机的速度传递函数;最后,结合跑步机的速度传递函数,利用PID速度伺服控制算法驱动跑步机的控制电机,实现跑步机速度的自适应跟随控制。本发明使用肌电信号实时预测人体步速,信号采集处理方便,能够根据患者主动运动意图实时控制跑步机速度与之同步协调,实现患者主动康复训练,提高康复训练效率。

    按患者运动所需辅助的下肢康复机器人自适应控制方法

    公开(公告)号:CN105963100B

    公开(公告)日:2018-07-17

    申请号:CN201610243458.9

    申请日:2016-04-19

    Abstract: 本发明公开了一种按患者运动所需辅助的下肢康复机器人自适应控制方法,通过实时采集患者下肢的关节角度和关节角速度信号,利用鲁棒变结构控制方法实现期望的轨迹自适应跟踪控制;然后,借助人机动力学系统模型,利用RBF神经网络实时学习患者的康复程度和主动运动能力,进而估算出下肢康复机器人的前馈助力;接着,基于轨迹跟踪误差自适应地衰减机器人的实时助力,实现连续自适应地按患者康复所需的辅助控制;最后,将经过按患者康复需求辅助自适应控制修正后的轨迹输入到下肢康复机器人关节运动控制器中,进行在线运动控制,实现连续无缝的按患者康复所需辅助的下肢康复机器人自适应控制。

    一种人体下肢康复训练机器人

    公开(公告)号:CN108245380A

    公开(公告)日:2018-07-06

    申请号:CN201810206304.1

    申请日:2018-03-13

    Abstract: 本发明公开了一种人体下肢康复训练机器人,包括外骨骼动力装置、跑台、腰部连接装置、悬吊减重装置及其控制系统,其中外骨骼动力装置带动人体按照正常人行走时的步态轨迹进行训练;跑台协同外骨骼为患者提供相同训练速度;悬吊减重装置通过绳索将人体吊起,可按照预定轨迹牵引患者上下移动并提供减重力;腰部连接装置为所述外骨骼动力装置与悬吊减重装置的连接部分,可实现人体宽度适应调节,以及满足行走过程中人体的起伏运动;在步态训练及悬吊减重控制系统的作用下,患者按照预定步态轨迹进行步态训练,减重系统根据同步重心轨迹牵引患者运动,以模拟正常人体行走时身体的起伏变化,提高康复效果。

    一种基于CPG模型的人体锻炼跑步机自适应主动控制方法

    公开(公告)号:CN106730604A

    公开(公告)日:2017-05-31

    申请号:CN201611260158.8

    申请日:2016-12-30

    CPC classification number: A63B22/025 A63B24/0087 A63B2230/605

    Abstract: 本发明公开一种基于CPG模型的人体锻炼跑步机自适应主动控制方法,包括:通过肌电采集仪实时采集人体在跑步机上运动时一个步态周期内下肢股直肌、股二头肌的表面肌电信号,提取其幅值特征和频率特征;将幅值特征和频率特征作为参数带入已通过遗传算法优化的CPG模型中,拟合出周期性人体下肢髋关节角度曲线;根据周期性人体下肢髋关节角度曲线,得出角度极值和频率,带入关系模型求出跑步机速度控制命令,并通过计算机发给驱动模块,实现跑步机自适应主动控制。本发明通过提取人体下肢sEMG的幅频特征作为CPG模型参数,得到期望周期性髋关节步态曲线,提取其角度极值和频率,通过关系模型得到跑步机速度命令,实现跑步机自适应主动控制。

    人体下肢行走关节角度肌电连续解码方法

    公开(公告)号:CN105615890A

    公开(公告)日:2016-06-01

    申请号:CN201510989348.2

    申请日:2015-12-24

    CPC classification number: A61B5/1121 A61B5/0476 A61B5/7203

    Abstract: 本发明公开一种人体下肢行走关节角度肌电连续解码方法,利用光学运动捕捉系统记录人体行走过程中下肢体表光学标记点的运动轨迹,通过人体下肢运动学建模精确计算下肢关节运动角度;同步采集人体行走过程中与下肢运动相关的八块主力肌肉的表面肌电信号,通过滤波、整流预处理提取其活动强度信息,通过主成分分析方法提取描述表面肌电信号强度的最优独立特征向量集;采用基因表达式编程符号回归分析方法,构建从表面肌电信号特征(自变量)到矢状面关节运动角度(因变量)的非线性回归模型,预测下肢运动轨迹。本发明主要应用于医疗康复机械的设计制造。

    基于脑肌信息变阻抗的下肢康复机器人控制方法

    公开(公告)号:CN105213153A

    公开(公告)日:2016-01-06

    申请号:CN201510582109.5

    申请日:2015-09-14

    Abstract: 本发明公开了一种基于脑肌信息变阻抗的下肢康复机器人控制方法,通过脑电、表面肌电信号采集仪实时采取患者的脑电和表面肌电信号,监测、评估患者的康复程度。然后,据此采取不同的康复训练策略。康复程度低时,实施被动训练控制,采用PD位置伺服控制方法,控制下肢康复装置使患者以正确的生理学步态轨迹运动。康复程度高时,采取主动控制模式,通过实时提取患者脑电信号和表面肌电信号的特征向量,对患者的运动意图作出预测。再用模糊神经网络算法将脑电信号和表面肌电信号进行融合,实时产生患者期望的运动步态轨迹曲线。然后,利用变阻抗控制方法实现下肢康复机器人人机系统的主动、实时协同控制。

    人体下肢运动的脑-肌电融合小世界神经网络预测方法

    公开(公告)号:CN111714339B

    公开(公告)日:2021-09-07

    申请号:CN202010681624.X

    申请日:2020-07-15

    Abstract: 本发明公开了一种人体下肢运动的脑‑肌电融合小世界神经网络预测方法,实时检测表面肌电信号和脑电信号,提取脑电信号特征向量和表面肌电信号特征向量,融合得到新的脑‑肌特征向量O;同步记录人体下肢行走运动三维坐标,通过人体下肢运动学建模方法计算下肢关节的运动角度;将融合后的脑‑肌电特征向量和下肢关节运动角度输入小世界神经网络中,利用小世界神经网络精确解码运动,预测相应的下肢关节运动角度。本发明利用能够反映大脑神经网络复杂的结构特征和人脑神经思维的小世界特性的小世界神经网络,根据脑‑肌电融合的特征信息,实时解码受试者下肢关节的运动角度,实现人体下肢运动的连续精准预测和精细感知。

    人体下肢运动的脑-肌电融合小世界神经网络预测方法

    公开(公告)号:CN111714339A

    公开(公告)日:2020-09-29

    申请号:CN202010681624.X

    申请日:2020-07-15

    Abstract: 本发明公开了一种人体下肢运动的脑-肌电融合小世界神经网络预测方法,实时检测表面肌电信号和脑电信号,提取脑电信号特征向量和表面肌电信号特征向量,融合得到新的脑-肌特征向量O;同步记录人体下肢行走运动三维坐标,通过人体下肢运动学建模方法计算下肢关节的运动角度;将融合后的脑-肌电特征向量和下肢关节运动角度输入小世界神经网络中,利用小世界神经网络精确解码运动,预测相应的下肢关节运动角度。本发明利用能够反映大脑神经网络复杂的结构特征和人脑神经思维的小世界特性的小世界神经网络,根据脑-肌电融合的特征信息,实时解码受试者下肢关节的运动角度,实现人体下肢运动的连续精准预测和精细感知。

    康复训练用的悬吊式自适应减重装置及康复训练机器人

    公开(公告)号:CN107693301B

    公开(公告)日:2019-12-24

    申请号:CN201710944082.9

    申请日:2017-09-30

    Abstract: 本发明公开了康复训练用的悬吊式自适应减重装置及康复训练机器人,包括可折叠的移动训练架、下肢训练辅具搭载装置、减重背心、滑轮绳索系统和自适应减重箱,箱内包括绳索卷扬装置和自适应重心跟随装置,其中绳索卷扬装置由伺服电机配合减速机,经联轴器与绳辊连接,通过缠绕/释放绳索,为患者提供减重力;绳索由绳辊引出绕过安装板侧面的滑轮经自适应重心跟随装置上的滑轮组与减重背心相连,采集患者关节转角推算出其重心位置,从而控制自适应重心跟随装置的电机通过联轴器带动丝杠转动,使与丝杠螺母连接的移动板带动动滑轮做直线运动,以此调节患者训练过程中悬吊绳索的长度,实现重心跟随,维持大致恒定的减重力。

    康复训练用的悬吊式自适应减重装置及康复训练机器人

    公开(公告)号:CN107693301A

    公开(公告)日:2018-02-16

    申请号:CN201710944082.9

    申请日:2017-09-30

    Abstract: 本发明公开了康复训练用的悬吊式自适应减重装置及康复训练机器人,包括可折叠的移动训练架、下肢训练辅具搭载装置、减重背心、滑轮绳索系统和自适应减重箱,箱内包括绳索卷扬装置和自适应重心跟随装置,其中绳索卷扬装置由伺服电机配合减速机,经联轴器与绳辊连接,通过缠绕/释放绳索,为患者提供减重力;绳索由绳辊引出绕过安装板侧面的滑轮经自适应重心跟随装置上的滑轮组与减重背心相连,采集患者关节转角推算出其重心位置,从而控制自适应重心跟随装置的电机通过联轴器带动丝杠转动,使与丝杠螺母连接的移动板带动动滑轮做直线运动,以此调节患者训练过程中悬吊绳索的长度,实现重心跟随,维持大致恒定的减重力。

Patent Agency Ranking