專利名稱：上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)療康復(fù)器械，具體是一種供上肢截肢患者使用的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
上臂兩自由度肌電假肢是供上肢截肢患者使用的醫(yī)療康復(fù)器械，其工作原理是在截肢部位設(shè)置可采集肌電信號的電極，采集截肢患者截肢部位肌肉經(jīng)大腦指揮、神經(jīng)刺激，產(chǎn)生興奮、收縮而產(chǎn)生的肌電信號。再通過電路對肌電信號進(jìn)行放大，放大后的肌電信號經(jīng)信號控制電路，經(jīng)信號處理后驅(qū)動微型電機(jī)，控制假肢相關(guān)部位的“伸” “屈”動作，包括肘部的“伸” “屈”動作，或者手頭的“張” “合”動作。現(xiàn)有的上臂兩自由度肌電假肢控制系統(tǒng)通的信號采集和處理通?；陔p電極控制，雙電極控制電路的每一個(gè)單電極只觸發(fā)一組電平觸發(fā)器，對應(yīng)于兩種狀態(tài)，不觸發(fā)時(shí)的“O”狀態(tài)，觸發(fā)時(shí)的“I”狀態(tài)。兩電極不同的觸發(fā)對應(yīng)于四種狀態(tài)，兩路都不觸發(fā)的“00”狀態(tài)，兩路中一路觸發(fā)的“10”狀態(tài)，兩路中另一路觸發(fā)的“01”狀態(tài)，兩路同時(shí)觸發(fā)的“11”狀態(tài)，這四種狀態(tài)對應(yīng)于假肢的“不動作” “伸” “屈” “切換”動作的信號。這種控制系統(tǒng)需要由兩電極分別采集兩拮抗的肌電信號。但在實(shí)際應(yīng)用中，有的上肢截肢患者在受傷時(shí)，所受到傷害程度比較大(如硬拉傷、電擊傷)。也有患者截肢后因康復(fù)訓(xùn)練的原因，造成不能產(chǎn)生兩拮抗的肌電信號，即相互不干擾，或者相互干擾在允許的范圍內(nèi)的兩路肌電信號。也有的患者有兩拮抗的肌電信號，不能同時(shí)產(chǎn)生，即“11”狀態(tài)，不能產(chǎn)生切換信號，這就造成這部分患者不能佩戴上臂肌電假肢，生活、自理能力降低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠通過單電極采集的肌電信號對肌電假肢的屈伸動作進(jìn)行控制，可適用于不能產(chǎn)生兩拮抗肌電信號的截肢患者的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)包括連接有單電極的肌電信號采集電路，信號采集電路的輸出的信號經(jīng)過信號放大電路送入信號控制電路，信號控制電路可根據(jù)肌電信號大小的不同生成四種不同狀態(tài)的電平信號，信號控制電路輸出的的信號經(jīng)過驅(qū)動電路控制微型電機(jī)，微型電機(jī)可分別驅(qū)動肌電假肢的手頭張合動作機(jī)構(gòu)和肘的伸屈動作機(jī)構(gòu)。所述信號控制電路還連接有一個(gè)聲音提示電路。所述控制電路的信號輸入端設(shè)置有電平觸發(fā)電路，電平觸發(fā)電路包含三組大小不同的電平觸發(fā)器，可分別產(chǎn)生000、100、110、111四種不同狀態(tài)的電平；所述電平觸發(fā)電路的信號輸出端連接延時(shí)互鎖電路；延時(shí)互鎖電路有兩路信號輸出，一路依次經(jīng)過施密特電路、譯碼電路輸出至延時(shí)電路，另一路依次經(jīng)過計(jì)數(shù)狀態(tài)變換電路、互鎖電路輸出至延時(shí)電路；延時(shí)電路輸出至上述驅(qū)動電路。所述計(jì)數(shù)狀態(tài)變換電路還連接有聲音提示電路。[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是通過單電極控制上臂肌電假肢，只要求有一側(cè)有肌電信號，就可以安裝肌電假肢，而不是雙側(cè)的拮抗的肌電信號。因而可以適用于那些由于各種原因造成只有單側(cè)有肌電信號的患者，或者勉強(qiáng)有雙側(cè)肌電信號而不能協(xié)調(diào)作切換動作的截肢患者，使他們安裝上肢肌電假肢來提高他們的生活自理能力，提高他們的生活品質(zhì)。

圖I是本實(shí)用新型的系統(tǒng)原理圖；圖2是本實(shí)用新型的信號控制電路的原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，該上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)包括連接有單電極的肌電信號采集電路，信號采集電路的輸出的信號經(jīng)過信號放大電路送入信號控制電路，信號控 制電路可根據(jù)肌電信號大小的不同生成四種不同狀態(tài)的電平信號，信號控制電路輸出的的信號經(jīng)過驅(qū)動電路控制微型電機(jī)，微型電機(jī)可分別驅(qū)動肌電假肢的手頭張合動作機(jī)構(gòu)和肘的伸屈動作機(jī)構(gòu)。信號控制電路還連接有一個(gè)聲音提示電路，用來對不同狀態(tài)進(jìn)行聲音提
/Jn ο信號控制電路的控制原理如圖2所示，經(jīng)信號放大電路放大后的肌電信號進(jìn)入信號控制電路的電平觸發(fā)電路，患者產(chǎn)生的大小不同的肌電信號，可先后觸發(fā)三組不同大小的電平觸發(fā)器，將分別產(chǎn)生000、100、110、111四種不同狀態(tài)的電平，分別對應(yīng)于假肢“不動作” “伸” “屈” “切換”四種動作形式，經(jīng)過延時(shí)互鎖電路，延時(shí)互鎖電路確保已被觸發(fā)的信號進(jìn)入下一電路，防止“100” “110” “111”產(chǎn)生混亂而誤動作?！?00” “110”信號分別進(jìn)入施密特電路，施密特電路對輸入信號進(jìn)行整形，電平匹配，確保能正確的譯碼?！?00”“110”經(jīng)譯碼電路譯碼后產(chǎn)生“ 100 ” “ 110 ”信號，對應(yīng)假肢的“伸” “屈”動作，“ 111 ”信號進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)變換電路，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，對假肢的手頭和肘的工作狀態(tài)進(jìn)行切換，同時(shí)控制互鎖電路，使互鎖電路產(chǎn)生一定時(shí)信號，去控制譯碼電路后的延時(shí)電路，使做切換動作時(shí)，延時(shí)電路被關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器控制聲音提示電路。
權(quán)利要求1.一種上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)，其特征是它包括連接有單電極的肌電信號采集電路，信號采集電路的輸出的信號經(jīng)過信號放大電路送入信號控制電路，信號控制電路可根據(jù)肌電信號大小的不同生成四種不同狀態(tài)的電平信號，信號控制電路輸出的的信號經(jīng)過驅(qū)動電路控制微型電機(jī)，微型電機(jī)可分別驅(qū)動肌電假肢的手頭張合動作機(jī)構(gòu)和肘的伸屈動作機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)，其特征是所述信號控制電路連接有一個(gè)聲音提示電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)，其特征是所述控制電路的信號輸入端設(shè)置有電平觸發(fā)電路，電平觸發(fā)電路包含三組大小不同的電平觸發(fā)器，可分別產(chǎn)生000、100、110、111四種不同狀態(tài)的電平；所述電平觸發(fā)電路的信號輸出端連接延時(shí)互鎖電路；延時(shí)互鎖電路有兩路信號輸出，一路依次經(jīng)過施密特電路、譯碼電路輸出至延時(shí)電路，另一路依次經(jīng)過計(jì)數(shù)狀態(tài)變換電路、互鎖電路輸出至延時(shí)電路；延時(shí)電路輸出至上述驅(qū)動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)，其特征是所述計(jì)數(shù)狀態(tài)變換電路連接有聲音提示電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及醫(yī)療康復(fù)器械，具體是一種供上肢截肢患者使用的上臂兩自由度肌電假肢單電極控制系統(tǒng)。它包括連接有單電極的肌電信號采集電路，信號采集電路的輸出的信號經(jīng)過信號放大電路送入信號控制電路，信號控制電路可根據(jù)肌電信號大小的不同生成四種不同狀態(tài)的電平信號，信號控制電路輸出的信號經(jīng)過驅(qū)動電路控制微型電機(jī)，微型電機(jī)可分別驅(qū)動肌電假肢的手頭張合動作機(jī)構(gòu)和肘的伸屈動作機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型可以適用于那些由于各種原因造成只有單側(cè)有肌電信號的患者，或者勉強(qiáng)有雙側(cè)肌電信號而不能協(xié)調(diào)作切換動作的截肢患者，使他們安裝上肢肌電假肢來提高他們的生活自理能力，提高他們的生活品質(zhì)。
文檔編號A61F2/72GK202665758SQ20122019871
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者吳加林 申請人:丹陽精博假肢矯形器技術(shù)有限公司