基于人机合作的下肢外骨骼康复系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于人机合作的下肢外骨骼康复系统及方法，该系统包括外骨骼结构模块、肌电信号采集模块、肌电信号处理模块、轨迹生成模块、位置速度反馈模块、自适应控制模块和电机力矩输出模块；所述肌电信号采集模块输入来自于外骨骼结构模块，输出到肌电信号处理模块；所述自适应控制模块输入有肌电信号处理模块、轨迹生成模块和位置速度反馈模块，输出到电机力矩输出模块；所述位置速度反馈模块信号采集于外骨骼结构模块；所述电机力矩输出模块输出给外骨骼结构模块。本发明切实可行，通过这种人机合作的下肢行走康复训练模式，瘫痪病人在康复训练中的参与度受到很大鼓励，可有望提升康复效果。

主权项

一种基于人机合作的下肢外骨骼康复系统，其特征在于，包括外骨骼结构模块、肌电信号采集模块、肌电信号处理模块、轨迹生成模块、位置速度反馈模块、自适应控制模块和电机力矩输出模块；所述肌电信号采集模块输入来自于外骨骼结构模块，输出到肌电信号处理模块；所述自适应控制模块输入有肌电信号处理模块、轨迹生成模块和位置速度反馈模块，输出到电机力矩输出模块；所述位置速度反馈模块信号采集于外骨骼结构模块；所述电机力矩输出模块输出给外骨骼结构模块；其中，肌电信号采集模块包括肌电电极子模块和肌电带通滤波子模块，完成对肌电信号的采集；肌电信号处理模块包括整流子模块和低通滤波子模块，完成对肌电信号的最终处理；轨迹生成模块包括自由度设定子模块、状态变量子模块和CPG子模块，其作用为生成外骨骼的参考轨迹曲线；位置速度反馈模块包括编码器脉冲计数子模块和数值差分子模块，用于反馈外骨骼的位置和速度信息模块；自适应控制模块包括力矩自适应子模块和运动自适应子模块，用于完成对外骨骼的最终控制；电机力矩输出模块包括电压转换模块和电压输出模块，输出最终的控制力矩。