[发明专利]基于脑机接口的肢体训练机器人及训练方法

权利要求书

1.一种基于脑机接口的肢体训练机器人，包括可带动肢体运动的机械结构，其特征在于，还包括与所述机械结构连接的控制部分，其中：

所述机械结构设有在带动肢体运动中起驱动作用的电机；

所述控制部分包括顺序连接的脑电信号采集装置，信息处理装置，运动控制卡，及电机驱动器；

所述脑电信号采集装置，用于采集脑电信号并进行处理，将处理后的脑电信号传递给所述信息处理装置；

所述信息处理装置，用于接收并分析所述脑电信号，得到所述脑电信号对应的动作想象类别，发送相应控制命令到所述运动控制卡；

所述运动控制卡，用于根据控制命令控制所述电机驱动器的输出电压和电流，以控制所述机械结构运动。

2.根据权利要求1所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述脑电信号采集装置包括电极帽和脑电采集仪，所述电极帽与所述脑电采集仪连接；

所述电极帽，用于采集脑电模拟信号，并传输到所述脑电采集仪；

所述脑电采集仪，用于对所述脑电模拟信号进行放大、滤波及模数转换处理后得到脑电信号，并传输到所述信息处理装置。

3.根据权利要求1所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述信息处理装置为计算机。

4.根据权利要求1所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述控制部分还包括显示器，所述显示器与所述信息处理装置连接，用于显示训练的过程及训练结果。

5.根据权利要求1所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述信息处理装置包括特征提取模块，分类模块，以及控制命令发送模块，其中：

所述特征提取模块，用于接收所述脑电信号，对所述脑电信号进行Mu节律频带提取或Beta节律频带提取，之后再进行AR模型特征提取，得到所述脑电信号特征，并传输给所述分类模块进行处理；

所述分类模块，用于对所述脑电信号特征采用SVM分类方式进行分类，得到所述脑电波信号对应的动作想象类别；

所述控制命令发送模块，用于根据所述分类模块的分类结果发送相应的控制命令到所述运动控制卡。

6.根据权利要求1至5任一项所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述机械结构为摇杆式上肢训练机器人结构。

7.根据权利要求6所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述机械结构包括第一电机及第一电机编码器，第二电机及第二电机编码器，伸缩电机及伸缩电机编码器；

所述电机驱动器包括与所述第一电机及所述第一电机编码器连接的第一电机驱动器，与所述第二电机及第二电机编码器连接的第二电机驱动器，与所述伸缩电机及伸缩电机编码器连接的第三电机驱动器。

8.根据权利要求7所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述信息处理装置还包括存储模块，用于存储肢体训练的训练信息，以及预设的训练内容。

9.根据权利要求7所述的基于脑机接口的肢体训练机器人，其特征在于，所述动作想象包括左手动作想象，右手动作想象，以及脚动作想象。

10.一种基于脑机接口的肢体训练方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用脑电信号采集装置采集使用者的脑电信号；

根据使用者的选择在显示器上显示选定的预设训练内容，确定待训练的肢体，并提示使用者进行动作想象；

根据脑电采集装置采集的使用者的脑电信号，由信息处理装置对使用者的动作想象进行分类，并根据分类结果发出控制指令到运动控制卡；

运动控制卡根据所述控制指令调节电机驱动器的输出电压和输出电流，使肢体训练机器人的机械结构带动所述待训练的肢体完成预设训练内容的所有动作。