[实用新型]一种融合视觉的动力假肢环境识别系统

说明书

本实用新型涉及医疗辅助设备技术领域，提供一种融合视觉的动力假肢环境识别系统，包括假肢本体、动力模块、运动感应模块、视觉探测模块以及控制模块，动力模块用以使假肢本体运动，运动感应模块用以获取假肢本体的状态信息，视觉探测模块用以获取假肢本体的周边环境信息，控制模块可通过获取的假肢本体的状态信息、假肢本体的周边环境信息判断人体周围的路况及障碍物信息，并预测假肢的运动趋势、判断人体的运动意图，由此控制动力模块使假肢本体合理运动，以辅助患者适应不同路况或跨越障碍物；该系统可在患者使用假肢的过程中，提前感知人体的运动意图并持续检测人体周围的路况环境，数据反馈实时性及稳定性强，便于患者使用。

技术领域

本实用新型涉及医疗辅助设备技术领域，具体而言，是涉及一种融合视觉的动力假肢环境识别系统。

背景技术

数据显示，我国现有8000多万的残疾人士，其中超过30％为肢体残疾者。肢体残缺十分影响残疾人士的工作与生活，因此，能够解决残疾人士行动障碍问题的智能动力假肢正逐渐成为机器人领域的研究热点之一。目前，人体与假肢的信息交互主要基于生物信号、运动传感器信号、光电传感器或激光测距传感器等方式来实现，然而该些信息交互实现方式在实际应用中均具有一定的局限性，具体表现在：首先，基于生物信号，如脑电信号、肌电信号等，该方式在实际应用时存在数据信号的一致性较差、稳定性较差的问题；其次，基于运动传感器信号，如惯性传感器、编码器、压力计等，该类传感器相对成熟，方便集成，但数据反馈存在一定的滞后，很难有效捕捉肢体的当下运动意图；最后，基于光电传感器或激光测距传感器进行环境路况识别，上述两种方法虽使用了测距类的传感器，但仍然存在传感器信息过于单一、无法识别环境参数、患者使用不方便、患者静止站立时传感器无法识别前方环境等诸多问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种融合视觉的动力假肢环境识别系统，旨在解决现有技术中由于动力型假肢结构较简单，导致其无法满足患者适应不同路况、用户体验不佳的技术问题。

为达此目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种动力假肢环境识别系统，包括用于佩戴在患肢上的假肢本体以及设置在所述假肢本体上的下述模块：

动力模块，用以使所述假肢本体运动；

运动感应模块，用以获取所述假肢本体的状态信息；

视觉探测模块，用以获取所述假肢本体的周边环境信息；

控制模块，其分别与所述动力模块、所述运动感应模块以及所述视觉探测模块电连接；

所述假肢本体包括依序连接的大腿机构、小腿机构以及足部机构，所述动力模块包括位于所述大腿机构与小腿机构之间的膝关节驱动件和位于所述小腿机构与足部机构之间的踝关节驱动件。

进一步地，所述控制模块包括电路连接单元以及通过所述电路连接单元依序连接的信号预处理单元、信号算法处理单元和假肢运动控制单元，所述运动感应模块及所述视觉探测模块分别通过所述电路连接单元与所述信号预处理单元相连接，所述动力模块通过所述电路连接单元与所述假肢运动控制单元相连接。

进一步地，所述膝关节驱动件和踝关节驱动件分别为电磁感应式驱动件、液压式驱动件或气压式驱动件。

进一步地，所述运动感应模块包括角度传感器、压力传感器以及惯性传感器，所述角度传感器位于所述大腿机构与所述小腿机构之间和/或位于所述小腿机构与所述足部机构之间，所述压力传感器设于所述足部机构的底部，所述惯性传感器设于所述大腿机构、所述小腿机构或所述足部机构。

进一步地，所述假肢本体包括相互连接的小腿机构和足部机构，所述动力模块包括踝关节驱动件，所述踝关节驱动件位于所述小腿机构与足部机构之间且用于使所述足部机构相对所述小腿机构转动。

进一步地，所述视觉探测模块包括至少一个视觉传感器。