[发明专利]一种多传感融合的假肢控制方法

说明书

本发明公开了一种多传感融合的假肢控制方法，涉及假肢技术领域，包括下列步骤：第一传感器采集截肢患者的前臂肌肉的自主收缩时的肌电信号；所述第一传感器检测第二传感器的信息，判断所述截肢患者的假肢手的手腕方向；所述假肢手的所述手腕调整至适合抓取的姿势后，通过肌肉收缩触发摄像装置，所述摄像装置拍摄被抓取的物体；第三传感器根据所述摄像装置拍摄的被抓取的所述物体，确定所述假肢手的抓取模式，通过所述截肢患者的肌肉收缩比例控制所述假肢手抓取所述物体的抓握力；所述截肢患者可通过肌肉收缩放开抓取的所述物体。该方法可使截肢患者自主控制假肢手，操作更自然，无需训练过程，体验更友好，使用更便捷。

技术领域

本发明涉及假肢技术领域，尤其涉及一种多传感融合的假肢控制方法。

背景技术

根据第六次全国人口普查我国总人口数，以及第二次全国残疾人抽样调查我国残疾人占全国总人口的比例和各类残疾人占残疾人总人数的比例，推算2010年末我国残疾人总人数为8502万人，其中肢体残疾2472万人。相比于国家统计局2006年估计的肢体残疾人口2412万，新增了60万肢体残疾人口。对于肢体残疾人士，佩戴功能性假体，重塑他们在日常生活及工作中的运动能力及信心是具有重要社会意义的。

目前国内外商业假肢的主要控制方式可以分为：机械索控假肢、肌电假肢和肌电索控混合假肢。机械索控假肢由于其功能单一、操作不便等固有缺陷，在控制多指灵巧假肢方面存在局限性。通过记录截肢患者残端的不同收缩状态产生的有区分度的肌肉电信号作为控制源，被广泛用于人工上肢假肢的控制。目前的上肢假肢利用一对拮抗肌的两路肌电信号控制多个自由度，比如：将一侧肌肉收缩强度大于另外一侧肌肉收缩强度作为一种模式，一对拮抗肌同时收缩作为另外一种模式等，这种操作模式为截肢患者增加了使用负担。据统计，目前该种肌电控制方式假肢的弃用率高达50％以上。在CN101987048B中提出一种基于模式识别方法的假肢控制系统。模式识别方法的基本假设是多次或多天同一动作的肌电信号具有相似性，然而由于肌电信号是一种随机信号，容易受出汗、电极位置改变等影响，从而使得采用模式识别方式前期训练模型失效，截肢患者需要不断重新训练，增加了截肢患者训练负担。

本发明要解决的技术问题是如何提供一种假肢控制方法，使得假肢控制简单易用且实现多自由度的灵巧控制。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种多传感融合的假肢控制方法，该方法可使截肢患者自主控制假肢手，操作更自然，且采用视觉辅助确定抓取模式，无需训练过程，体验更友好，使用更便捷。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何使假肢控制简单易用且实现多自由度的灵巧控制。

为实现上述目的，本发明提供了一种多传感融合的假肢控制方法，包括下列步骤：第一传感器采集截肢患者的前臂肌肉的自主收缩时的肌电信号；所述第一传感器检测第二传感器的信息，判断所述截肢患者的假肢手的手腕方向；所述假肢手的所述手腕调整至适合抓取的姿势后，通过肌肉收缩触发摄像装置，所述摄像装置拍摄被抓取的物体；第三传感器根据所述摄像装置拍摄的被抓取的所述物体，确定所述假肢手的抓取模式，通过所述截肢患者的肌肉收缩比例控制所述假肢手抓取所述物体的抓握力；所述截肢患者可通过肌肉收缩放开抓取的所述物体。

进一步地，所述摄像装置设置在所述假肢手的手掌部。

进一步地，所述第一传感器是单通道肌电传感器。

进一步地，所述单通道肌电传感器包括差分电极、滤波电路和放大电路。

进一步地，所述单通道肌电传感器设置在所述假肢手的接受腔的内部。

进一步地，所述第二传感器是多轴运动传感器。

进一步地，所述多轴运动传感器包括三轴加速度计、三轴角速度计和三轴磁力计。

进一步地，所述多轴运动传感器设置在所述假肢手的接受腔的内部。