[实用新型]一种智能肌电假肢手装置

说明书

技术领域

本实用新型属于智能助残器械领域，尤其涉及一种智能肌电假肢手装置。

背景技术

目前，假肢手研究领域的重要难题是设计出同时满足重量轻、体积小、输出力大、动作灵活的多自由度假肢手。对于智能假肢手驱动方式的研究主要为通过复杂的齿轮组等机械结构精确的再现手部的各种动作。这种方式的优点是精度较高，动作丰富，但是同时带来的不足是故障率高，重量大，且成本极高，其中重量大和成本高这两项劣势尤其难为普通假肢手使用者所接受。

另一种方向则是通过电机驱动拉线操纵手指关节的运动。其优点是机械结构大为简化，随之重量降低，同时成本较低。且通过对拉线控制假肢手的不断研究，目前可以通过使用较多数量的电机拉线组对假肢手实现高精度的控制。相较于复杂齿轮传动机构，其运动方式与效果更贴近于实际人手的运动。但是为了达到高精度的控制，拉线电机组的数量可以达到十几组，导致动力模块体积重量偏大以及拉线的走线较为繁杂。

目前，智能假肢的控制方式多采用为肌电控制，是利用微小的肌电电位差信号作为控制和操纵肌电假肢各种功能的初始信号，肌电电位差信号通过被安置在残肢皮肤表面上的电极来测取，用来控制肌电假手的张开、合闭和旋转等动能。

在现有的肌电假肢控制技术中，肌电假肢利用一对残留肌肉(主缩肌与拮抗肌)控制一个动作自由度。肢体截肢后，肌电信息源是有限的，截肢的程度越高，残留的肢体肌肉越少，而需要恢复的肢体动作越多。为了用一对肌肉控制多个自由度，肌电假肢增加了动作“模式”切换功能。“模式”的切换是利用同时使一对肌肉“收缩”或附加开关来实现的，这使肌电假肢的使用非常困难，这种肌电假肢控制方式不能直接实现肌电假肢的控制，造成肌电假肢使用中动作笨拙，增大肌电假肢使用者的精神负担。肌电信息源的采集设备误差大，导致假肢识别不出，不能完成相应动作。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种结构简单、使用方便，并且成本低、重量轻的智能肌电假肢手装置，该装置不仅可以完成对五根手指和腕部关节的高精度控制，而且使得智能假肢手可以进行较长时间的舒适佩戴与使用，同时能完成不同的动作，实现肌电假肢的多自由度自然控制，动作灵巧，减小了使用者的精神负担。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种智能肌电假肢手装置，其特征在于，该装置包括手掌部件、手臂部件、腰挂式电池和肌电信号感应手环，所述手掌部件与手臂部件连接；

所述手掌部件包括手心部件、手背部件和手指部件，所述手指部件设在手心部件上，所述手背部件与手心部件通过螺栓连接固定，所述手心部件内设有电机槽，所述电机槽内设有小型直线电机，所述小型直线电机上方设有电机固定板，所述电机固定板上方设有芯片固定板，所述芯片固定板上设有控制芯片；所述手心部件上设有电机拉线孔，且位于与手指部件的连接处，所述小型直线电机前端的伸出杆位于电机拉线孔处，所述手指部件内设有拉线和拉线通孔，所述手指部件的前段上设有拉线固定结构，所述拉线一端固定在拉线固定结构上，另一端固定在电机拉线孔处的小型直线电机上；

所述肌电信号感应手环包括肌电电极、肌电信号采集模块和蓝牙模块；所述控制芯片上设有电机驱动模块、蓝牙模块和信号处理模块，所述控制芯片还包括缓冲电路、前置放大电路、滤波电路、后级放大电路和模数转换电路；所述控制芯片通过连接线与腰挂式电池连接，所述肌电信号感应手环与控制芯片通过无线通信方式连接，所述肌电信号感应手环设在人体的残肢末端上。

作为上述技术方案的优选，所述手心部件、手背部件、手指部件和手臂部件的材质为聚乳酸或者热塑性聚氨酯弹性体橡胶。

作为上述技术方案的优选，所述肌电电极用于采集肌电信号。

作为上述技术方案的优选，所述肌电信号采集模块对采集到的肌电信号进行模数转换，提取肌电数据。

作为上述技术方案的优选，所述电机驱动模块用于接收并根据分类结果驱动肌电假肢内部电机工作，完成相应动作。

作为上述技术方案的优选，所述前置放大电路与缓冲电路连接，用于对肌电信号进行前置放大。

作为上述技术方案的优选，所述滤波电路与前置放大电路连接，用于对较弱的肌电信号进行过滤留下稳定的信号。

作为上述技术方案的优选，所述后级放大电路与滤波电路连接，用于对过滤后的肌电信号进行放大。

作为上述技术方案的优选，所述模数转换电路与滤波电路连接，用于对肌电信号进行模数转换。

本实用新型的有益效果是：