A functional electrical stimulation of muscle driven exoskeleton system for gait detection unit for detecting human motion data in different parts of the signal processing unit outputs a signal input end and is connected to the gait detection unit, signal processing unit and the output end of the input end are respectively connected to the corresponding muscles of the user's power stimulation of functional muscle stimulator and for the user's input motion joint locking, provide support for the stability of limb joint locking unit, the output function of muscle stimulator placed in the user end connection in different parts of the target muscles used to target muscle electrical stimulation of muscle surface electrode signal the different parts of the surface of the collection end placed muscle stimulation electrode user connection gait acquisition system. The invention can enable the user to walk in a more natural way, and reduce the weight and the power consumption of the exoskeleton, and enhance the endurance of the exoskeleton.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种步态康复辅助系统。特别是涉及一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统。
技术介绍
运动机能障碍或身体局部瘫痪的主要治疗手段为康复医学，主要通过修补病变与受损运动骨骼肌肉及周围神经组织，或采用运动辅具帮助与替代瘫痪肢体动作，使使用者经长期康复运动训练后可在生理“结构康复”基础上恢复少量或大部分原有运动功能，达到“功能康复”。随着医疗技术提高、科技水平发展和社会文明进步，康复医学不仅受到前所未有的重视(如我国“十二五”科技规划执行时期即提出2015年初步实现残疾使用者“人人享有康复服务”)，而且关注核心目标也逐步由传统“结构康复”转为“功能康复”，即侧重于使用者运动功能的重建、替代、训练和适应，致力于改善身心健康水平、提高使用者生存质量。康复训练形式也从传统的被动式训练转化为人机交互式的康复训练。并且，随着智能康复设备的发展，其也能更好地帮助使用者恢复或替代受损的功能，其典型代表即前述的外骨骼康复机器人。外骨骼康复机器人技术涉及机器人学、控制技术、步态分析、生物交互反馈和临床康复等多学科领域知识的交叉与融合。一般而言，外骨骼已非传统单一运动功能辅具，而是升级换代为一种可穿戴、拟人化的智能运动辅助机器人系统，其任务是与使用者进行人机交互、识别使用者运动意图并按其指令操作外骨骼实现预期运动功能。例如对于遭受疾病、损伤导致偏瘫或截瘫而丧失独立行走能力的使用者，外骨骼康复机器人可辅助其实现自由行走。虽然在康复训练前期，外骨骼机器人仍主要起辅助或替代瘫痪使用者受损行走功能作用。但经智能机器人初期康复训练后，其善解人意的高度智能和人机交互的最优配合随...
【技术保护点】
一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，包括用于检测人体不同部位运动姿态数据的步态检测单元(1)，信号输入端与步态检测单元(1)的输出端相连的信号处理单元(2)，所述信号处理单元(2)的输出端分别连接用于对使用者的相应肌肉进行电刺激的功能性肌肉电刺激器(3)的输入端和用于对使用者的关节运动进行锁定、为肢体提供稳定支撑的关节锁定单元(4)的输入端，所述功能性肌肉电刺激器(3)的输出端连接分别放置在使用者不同部位的目标肌肉(6)上的用于对使用者的目标肌肉进行电刺激的表面肌肉刺激电极(5)，放置有表面肌肉刺激电极(5)的使用者的不同部位连接所述的步态采集系统(1)的信号采集端。
【技术特征摘要】
1.一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，包括用于检测人体不同部位运动姿态数据的步态检测单元(1)，信号输入端与步态检测单元(1)的输出端相连的信号处理单元(2)，所述信号处理单元(2)的输出端分别连接用于对使用者的相应肌肉进行电刺激的功能性肌肉电刺激器(3)的输入端和用于对使用者的关节运动进行锁定、为肢体提供稳定支撑的关节锁定单元(4)的输入端，所述功能性肌肉电刺激器(3)的输出端连接分别放置在使用者不同部位的目标肌肉(6)上的用于对使用者的目标肌肉进行电刺激的表面肌肉刺激电极(5)，放置有表面肌肉刺激电极(5)的使用者的不同部位连接所述的步态采集系统(1)的信号采集端。2.根据权利要求1所述的一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，所述的步态检测单元(1)包括有并联设置的：用于检测使用者腰腹部姿态数据的腰腹部检测单元(11)、用于检测使用者左侧大腿姿态数据的左侧大腿检测单元(12)、用于检测使用者左侧小腿姿态数据的左侧小腿检测单元(13)、用于检测使用者左侧脚部姿态数据的左侧脚部检测单元(14)、用于检测使用者右侧大腿姿态数据的右侧大腿检测单元(15)、用于检测使用者右侧小腿姿态数据的右侧小腿检测单元(16)和用于检测使用者右侧脚部姿态数据的右侧脚部检测单元(17)。3.根据权利要求2所述的一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，所述的腰腹部检测单元(11)、左侧大腿检测单元(12)、左侧小腿检测单元(13)、左侧脚部检测单元(14)、右侧大腿检测单元(15)、右侧小腿检测单元(16)和右侧脚部检测单元(17)结构完全相同，均包括有：用于放置在人体下肢各部位，采集人体下肢各部位运动姿态数据的多轴倾角加速度传感器(101)，所述多轴倾角加速度传感器(101)的信号输出端连接检测侧Wi-Fi物联网模块(102)，所述检测侧Wi-Fi物联网模块(102)的输出端连接信号处理单元(2)的输入端，所述的多轴倾角加速度传感器(101)和检测侧Wi-Fi物联网模块(102)的电源输入端依次通过检测侧稳压芯片(103)和检测侧开关(104)连接检测侧供电电池(105)，所述检测侧供电电池(105)的电源输入端连接检测侧充电接口(106)。4.根据权利要求1所述的一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，所述的信号处理单元(2)包括有单片机(21)和信号处理侧Wi-Fi物联网模块(22)，所述单片机(21)的检测信号输入端通过信号处理侧Wi-Fi物联网模块(22)连接态检测单元(1)中的各检测侧Wi-Fi物联网模块(102)的输出端，单片机(21)的控制信号输出端通过信号处理侧Wi-Fi物联网模块(22)分别连接功能性肌肉电刺激器(3)和关节锁定单元(4)的输入端，所述单片机(21)和信号处理侧Wi-Fi物联网模块(22)的电源输入端依次通过信号处理侧稳压芯片(23)和信号处理侧开关(24)连接信号处理侧电池(25)，所述信号处理侧电池(25)的电源输入端连接信号处理侧充电接口(26)。5.根据权利要求1所述的一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，所述的功能性肌肉电刺激器(3)包括刺激侧Wi-Fi物联网模块(31)，所述刺激侧Wi-Fi物联网模块(31)的信号输入端连接信号处理单元(2)中的信号处理侧Wi-Fi物联网模块(22)的输出端，所述刺激侧Wi-Fi物联网模块(31)的输出端分别连接功率驱动芯片(352)和DAC...
【专利技术属性】
技术研发人员：明东，蒋晟龙，王忠鹏，许敏鹏，赵欣，綦宏志，周鹏，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
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