申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2022-03-11

公开（公告）日：2024-05-14

公开（公告）号：CN114681172B

主分类号：A61F2/72

分类号：A61F2/72;A61F2/56;A61F2/76

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.14#授权;2022.07.19#实质审查的生效;2022.07.01#公开

摘要：本发明提出了一种模块化智能假肢操控系统，属于机电控制领域。该操控系统包括肌肉活动传感器、多自由度假肢、滑动反馈模块、按压反馈模块、手机客户端、云端服务器和弹性魔术贴绷带。该上肢假肢系统使用独特的肌肉活动传感器，该传感器融合了肌电信号传感器和压力传感器，且该肌肉活动传感器上融合了温度和汗液传感器，在一定程度上解决了由于长时间佩戴产生的温度和汗液对肌电信号的影响。该假肢系统可以通过在佩戴者的手臂上放置一定数量的滑动和按压反馈模块实现佩戴者对于假肢运动的感知。本发明的各个部分都为独立的功能模块，通过无线装置与假肢连接。该发明通过手机客户端和云端服务器的引入，进一步提高了假肢系统的智能化。

主权项：1.一种用于上肢截肢患者的模块化闭环假肢操控系统，其特征在于：包括若干肌肉活动传感器1、多自由度假肢2、若干滑动反馈模块3、若干按压反馈模块4、手机客户端5、云端服务器6和弹性魔术贴绷带7，若干肌肉活动传感器1通过弹性魔术贴绷带7固定在小臂上，若干滑动反馈模块3和按压反馈模块4也通过弹性魔术贴绷带7固定在小臂上，所述多自由度假肢2佩戴到截肢患者的残肢末端，所述肌肉活动传感器1、滑动反馈模块3和按压反馈模块4通过无线通信装置与多自由度假肢2进行通信，肌肉活动传感器1将肌肉活动数据发送到多自由度假肢2，多自由度假肢2进行数据处理后控制假肢运动，多自由度假肢2将假肢的运动信息发送到滑动反馈模块3和按压反馈模块4，滑动反馈模块3和按压反馈模块4根据多自由度假肢2发送的信息分别产生滑动和按压运动，多自由度假肢2通过无线通信方式与手机客户端5连接，将多自由度假肢2的各种运动及参数信息发送到手机客户端5，手机客户端5将控制信息和参数调整信息发送到多自由度假肢2，手机客户端5通过无线通信与云端服务器6连接，手机客户端5将多自由度假肢2的信息上传至云端服务器6进行存储和计算，云端服务器6根据手机客户端5的需求将信息发送到手机客户端5中；所述肌肉活动传感器1包括肌肉活动传感器底壳1.1、肌肉活动传感器无线通信板1.2、肌肉活动传感器控制板1.3、肌肉活动传感器弹簧1.4、肌肉活动传感器固定魔术贴1.5、压力传感器1.6、肌电信号传感器1.7、肌肉活动传感器电池1.8、温度传感器1.9、汗液传感器1.10和肌肉活动传感器盖板1.11，所述肌电信号传感器1.7通过肌肉活动传感器弹簧1.4固定到肌肉活动传感器底壳1.1上，所述压力传感器1.6固定到肌肉活动传感器底壳1.1上，且位于肌电信号传感器1.7的正下方，所述肌电信号传感器1.7的电极通过肌肉活动传感器盖板1.11上的通孔伸出，使得肌电信号传感器1.7在佩戴时充分的与佩戴者的皮肤接触，所述温度传感器1.9和汗液传感器1.10固定到肌肉活动传感器盖板1.11上，所述肌肉活动传感器电池1.8固定到肌肉活动传感器底壳1.1上，为整个肌肉活动传感器1提供电力，所述肌肉活动传感器无线通信板1.2和肌肉活动传感器控制板1.3叠加固定在肌肉活动传感器底壳1.1内，所述肌肉活动传感器控制板1.3读取肌电信号传感器1.7、压力传感器1.6、温度传感器1.9和汗液传感器1.10的数据，并通过肌肉活动传感器无线通信板1.2发送给多自由度假肢2，所述肌肉活动传感器固定魔术贴1.5的其中一面固定在肌肉活动传感器底壳1.1上，另一面用于和弹性魔术贴绷带7固定；所述滑动反馈模块3包括滑动反馈模块底壳3.1、滑动反馈模块无线通信板3.2、滑动反馈模块控制板3.3、滑动反馈模块弹簧3.4、滑动反馈模块固定魔术贴3.5、微型直线模组3.6、滑动块3.7、滑动反馈模块电池3.8和滑动反馈模块盖板3.9，所述微型直线模组3.6通过滑动反馈模块弹簧3.4固定到滑动反馈模块底壳3.1上，滑动块3.7固定到微型直线模组3.6上，在微型直线模组3.6的驱动下沿着滑动反馈模块盖板3.9上的凹槽进行移动，滑动反馈模块电池3.8、滑动反馈模块无线通信板3.2和滑动反馈模块控制板3.3固定到滑动反馈模块底壳3.1内，滑动反馈模块无线通信板3.2接收来自于多自由度假肢2的数据，并将接收的数据发送到滑动反馈模块控制板3.3，滑动反馈模块控制板3.3对数据进行处理后控制微型直线模组3.6产生运动，滑动反馈模块电池3.8为整个滑动反馈模块3提供电力，滑动反馈模块固定魔术贴3.5的其中一面固定在滑动反馈模块底壳3.1上，另一面用于和弹性魔术贴绷带7固定；所述按压反馈模块4包括按压反馈模块底壳4.1、按压反馈模块无线通信板4.2、按压反馈模块控制板4.3、按压反馈模块弹簧4.4、按压反馈模块固定魔术贴4.5、微型伸缩器4.6、按压反馈模块电池4.7和按压反馈模块盖板4.8，所述微型伸缩器4.6通过按压反馈模块弹簧4.4固定到按压反馈模块底壳4.1上，使得微型伸缩器4.6的顶端通过按压反馈模块盖板4.8上的通孔伸出，按压反馈模块电池4.7、按压反馈模块无线通信板4.2和按压反馈模块控制板4.3固定到按压反馈模块底壳4.1内，按压反馈模块无线通信板4.2接收来自于多自由度假肢2的数据，并将接收的数据发送到按压反馈模块控制板4.3，按压反馈模块控制板4.3对数据进行处理后控制微型伸缩器4.6运动，按压反馈模块电池4.7为整个按压反馈模块4提供电力，按压反馈模块固定魔术贴4.5的其中一面固定在按压反馈模块底壳4.1上，另一面用于和弹性魔术贴绷带7固定；所述滑动反馈模块3固定到患者手臂的上方或下方，使得滑动块3.7的长轴方向与手臂的方向平行，当多自由度假肢2进行腕部的内屈运动时，位于手臂上下方的两个滑动反馈模块3的滑动块3.7进行相对运动，用来向截肢患者反馈腕部内屈运动，当多自由度假肢2进行腕部的外翻运动时，位于手臂上下方的两个滑动反馈模块3的滑动块3.7进行与内屈运动相反的相对运动，用来向截肢患者反馈腕部外翻运动，同样将滑动反馈模块3放置到手臂的左侧和右侧时，用来反馈截肢患者的腕部左右侧摆运动，将两个滑动反馈模块3放置到手臂的相对两侧，并使得滑动块3.7的长轴方向与手臂的方向垂直时，此时两个滑动反馈模块3的滑动块3.7进行相对运动时，便能够反馈手腕的旋转运动，将按压反馈模块4放置到手臂的相对两侧，通过按压反馈模块4的微型伸缩器4.6的运动能够对截肢患者的手臂进行不同程度的按压，用来反馈多自由度假肢2上的微型压力传感器2.1在抓握时的压力大小。

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百度查询： 哈尔滨工业大学 一种用于上肢截肢患者的模块化闭环假肢操控系统

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