[发明专利]一种基于脑电信号和语音信号共同控制的智能义肢系统

说明书

本发明提供一种基于脑电信号和语音信号共同控制的智能义肢系统，包括义肢支架、主控单元、蓝牙通讯模块和电源，义肢支架设有舵机机构和义肢控制单元，主控单元包括脑电波采集装置、语音识别模块和主控MCU，主控MCU解析采集到的脑电波信号得到专注度信号和眨眼信号，并根据专注度信号确定运动速度，以及根据眨眼信号确定转动方向，构成第一运动信号；主控MCU根据识别出的语音信号确定该语音信号对应的预设运动速度或转动方向，构成第二运动信号，主控MCU将第一或第二运动信号传输到义肢控制单元，义肢控制单元根据第一或第二运动信号，控制舵机机构驱动义肢支架运动。本发明的有益效果：脑电波信号和语音信号结合实现了义肢的智能化控制。

技术领域

本发明涉及义肢领域，尤其涉及一种基于脑电信号和语音信号共同控制的智能义肢系统。

背景技术

目前市面上常见的义肢主要为连杆结构，这种设计使得患者在足跟着地时能保持稳定，在离地时，残肢较小的力量就能使关节屈曲。坐下时也不会在外观上发生问题。

固然，这种义肢可以满足大多数肢体残疾人士使用，且当身体仅少部分有残疾时，使用更为合适。但是这种义肢需要通过手、腿等部位控制行走、为身体提供支撑，却不适合于身体残障较为严重，如高位截瘫，无法通过身体动作来控制义肢的患者，所以市面上普遍意义上的义肢具有很大的局限性。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种基于脑电信号和语音信号共同控制的智能义肢系统。

本发明的实施例提供一种基于脑电信号和语音信号共同控制的智能义肢系统，包括义肢支架、主控单元、蓝牙通讯模块和为所述义肢系统供电的电源，所述义肢支架设有舵机机构和控制所述舵机机构的义肢控制单元，所述主控单元和所述义肢控制单元通过所述蓝牙通讯模块无线连接，所述主控单元包括用于采集用户脑电波的脑电波采集装置、用于识别用户语句的语音识别模块和主控MCU，所述主控MCU解析采集到的脑电波信号得到专注度信号和眨眼信号，并根据专注度信号确定运动速度，以及根据眨眼信号确定转动方向，该运动速度和该转动方向构成第一运动信号；所述主控MCU根据识别出的语音信号确定该语音信号对应的预设运动速度或转动方向，该预设运动速度和该转动方向构成第二运动信号，所述主控MCU首次接收到第一运动信号，将该第一运动信号传输到所述义肢控制单元，所述义肢控制单元根据该第一运动信号控制所述舵机机构驱动所述义肢支架开始运动，之后所述主控MCU判断出第一运动信号与前次相比发生改变时，将该第一运动信号传输至所述义肢控制单元，所述主控MCU判断出第一运动信号与前次相比未发生改变且所述语音识别模块识别到语音信号时，传输该语音信号对应的第二运动信号至所述义肢控制单元，所述义肢控制单元根据其接收到的第一运动信号或第二运动信号，控制所述舵机机构驱动所述义肢支架继续运动。

进一步地，所述专注度信号为专注度程度，所述第一运动信号中的运动速度和专注度成程度线性关系，且为正相关。

进一步地，所述眨眼信号为左眼眨动或右眼眨动，当左眼眨动时，所述第一运动信号中的转动方向为向一个方向转动预设角度，当右眼转动时，所述第一运动信号中的转动方向为向另一相反方向转动预设角度。

进一步地，所述语音识别模块为LD3320语音识别芯片，所述LD3320语音识别芯片预先录入表示运动速度或转动方向的字符，在接收到外界语音时进行比对，与录入字符相同即识别出该语音信号。

进一步地，所述脑电波采集装置为TGAM脑电检测芯片。

进一步地，所述蓝牙通讯模块为HC-05蓝牙模块，包括蓝牙发射器和蓝牙接收器，所述蓝牙发射器和所述主控MCU电连接，所述蓝牙接收器和所述义肢控制单元电连接。