肌電控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及肌電控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于輔助殘疾人士使用自動化勞動工具的肌電控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的自動化工具需要用戶用身體某部分控制工具開關(guān)，如用手指扳動扳機(jī)(電鉆)，或用腳踏(挖掘機(jī))等。這對某些殘疾人士造成不便。比如，經(jīng)歷過前臂截肢術(shù)(Forearm Amputat1n)、腕關(guān)節(jié)斷離術(shù)(Wrist Disarticulat1n)或者患有肌肉骨骼■失調(diào)綜合癥(Musculoskeletal Disorders)的患者就無法進(jìn)行這種操作。即使有義肢也無濟(jì)于事，因?yàn)榱x肢不能很好地幫助此類用戶進(jìn)行小肌肉運(yùn)動技能(Fine Motor Control)。這就很大程度上局限了這類用戶的勞動就業(yè)。
[0003]肌電信號(EMG)是眾多肌纖維中運(yùn)動單元動作電位(MUAP)在時間和空間上的疊加。表面肌電信號(SEMG)是淺層肌肉EMG和神經(jīng)干上電活動在皮膚表面的綜合效應(yīng)，能在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動；相對于針電極EMG，SEMG在測量上具有非侵入性、無創(chuàng)傷、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。因而，SEMG在臨床醫(yī)學(xué)、人機(jī)功效學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)以及體育科學(xué)等方面均有重要的實(shí)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠利用肌電信號控制勞動工具的肌電控制裝置，以滿足殘障用戶的應(yīng)用需求。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)目的是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0006]本實(shí)用新型所提供的肌電控制裝置，包括信號輸入模塊、信號調(diào)理模塊、控制模塊、開關(guān)模塊、電源模塊、和斷電保護(hù)模塊。其中，信號輸入模塊連接到肌電控制裝置外部的輸入信號源，并將獲取的肌電信號輸出到信號調(diào)理模塊；信號調(diào)理模塊將經(jīng)調(diào)理的肌電信號輸出到控制模塊，控制模塊依據(jù)經(jīng)調(diào)理的肌電信號輸出高低電平信號；開關(guān)模塊連接到肌電控制裝置外部的執(zhí)行模塊，并依據(jù)高低電平信號控制執(zhí)行模塊的工作；執(zhí)行模塊將其工作狀態(tài)反饋給控制模塊；電源模塊分別向信號調(diào)理模塊和控制模塊供電，斷電保護(hù)模塊連接在開關(guān)模塊和電源模塊之間。采用以上技術(shù)方案，用信號輸入模塊從輸入信號源獲取肌電信號，經(jīng)調(diào)理、轉(zhuǎn)換后得到能夠控制執(zhí)行模塊工作的高低電平信號，從而達(dá)到了用肌電信號控制執(zhí)行模塊運(yùn)行通斷的目的，使得殘障用戶得以自如地控制勞動工具。
[0007]斷電保護(hù)模塊包括一個干簧管和一塊永久磁鐵，干簧管是磁敏的特殊開關(guān)，其工作原理為磁鐵靠近，電源模塊接通；磁鐵離開，電路斷開。斷電保護(hù)模塊可整合到整個系統(tǒng)中，干簧管被整合為機(jī)電控制裝置的一部分，而永久磁鐵與繩索相連，系在用戶的胳膊或其他身體部位上，當(dāng)整個裝置脫落時，磁鐵與干簧管分離，造成電路開路，工作停止。
[0008]更進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的肌電控制裝置中的信號調(diào)理模塊可包括放大電路和模擬濾波電路，信號輸入模塊獲取的肌電信號依次經(jīng)由放大電路和模擬濾波電路，得到經(jīng)調(diào)理的肌電信號。
[0009]作為一優(yōu)選技術(shù)方案，上述控制模塊可取為一微處理器，該微處理器包括模擬信號輸入端、比較判斷單元、和數(shù)字信號輸出端。模擬信號輸入端用于接收經(jīng)調(diào)理的肌電信號；比較判斷單元用于將經(jīng)調(diào)理的肌電信號與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較判斷，并輸出高低電平信號；數(shù)字信號輸出端用于將高低電平信號輸出到開關(guān)模塊。
[0010]上述開關(guān)模塊可進(jìn)一步包括電阻和達(dá)靈頓三極管?？刂颇K輸出的高低電平信號經(jīng)由電阻連接到達(dá)靈頓三極管的基極，達(dá)靈頓三極管的源極接地，達(dá)靈頓三極管的漏極連接到執(zhí)行模塊。
[0011]作為又一優(yōu)選技術(shù)方案，本實(shí)用新型的肌電控制裝置可還包括一浪涌保護(hù)模塊以防止電壓浪涌，浪涌保護(hù)模塊并聯(lián)在執(zhí)行模塊的兩端。
[0012]本實(shí)用新型所提供的肌電控制裝置尤其適用于電鉆的應(yīng)用。此時，執(zhí)行模塊取為電鉆，輸入信號源可取為人體的二頭肌電信號，信號輸入模塊可取為電極。電極優(yōu)選為便宜可靠的銀-氯化銀心電圖電極。
【附圖說明】
[0013]圖1給出了本實(shí)用新型的肌電控制裝置的總體構(gòu)成示意圖；
[0014]圖2給出了為本實(shí)用新型中信號調(diào)理模塊的具體實(shí)施例示意圖；
[0015]圖3給出了本實(shí)用新型中控制模塊的具體實(shí)施例示意圖；
[0016]圖4給出了本實(shí)用新型的肌電控制裝置的應(yīng)用示意圖；
[0017]圖5給出了本實(shí)用新型的肌電控制裝置的一種優(yōu)選實(shí)施示意圖；
[0018]圖6給出了本實(shí)用新型中開關(guān)模塊和浪涌保護(hù)模塊的實(shí)施例示意圖；
[0019]圖7-1給出了本實(shí)用新型中信號輸入模塊采集到的肌電信號的示意圖；以及
[0020]圖7-2給出了本實(shí)用新型中控制模塊輸出的高低電平信號的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0022]本實(shí)用新型所提供的肌電控制裝置100，包括信號輸入模塊10、信號調(diào)理模塊20、控制模塊30、開關(guān)模塊40、電源模塊50、和斷電保護(hù)模塊60，參見圖1。其中，信號輸入模塊10連接到肌電控制裝置100外部的輸入信號源101，并將獲取的肌電信號輸出到信號調(diào)理模塊20 ;信號調(diào)理模塊20將經(jīng)調(diào)理的肌電信號輸出到控制模塊30，控制模塊30依據(jù)經(jīng)調(diào)理的肌電信號輸出高低電平信號；開關(guān)模塊40連接到肌電控制裝置100外部的執(zhí)行模塊102，并依據(jù)高低電平信號控制執(zhí)行模塊102的工作；執(zhí)行模塊102將其工作狀態(tài)反饋給控制模塊30 ;電源模塊50分別向信號調(diào)理模塊20和控制模塊30供電，斷電保護(hù)模塊60連接在開關(guān)模塊40和電源模塊50之間。采用以上技術(shù)方案，用信號輸入模塊10從輸入信號源101獲取肌電信號，經(jīng)調(diào)理、轉(zhuǎn)換后得到能夠控制執(zhí)行模塊102工作的高低電平信號，從而達(dá)到了用肌電信號控制執(zhí)行模塊102運(yùn)行通斷的目的，使得殘障用戶得以自如地控制勞動工具。
[0023]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的肌電控制裝置100中的信號調(diào)理模塊20可包括放大電路201和模擬濾波電路202，參見圖2，信號輸入模塊10獲取的肌電信號依次經(jīng)由放大電路201和模擬濾波電路202，得到經(jīng)調(diào)理的肌電信號。通常情況下，肌電信號強(qiáng)度較弱(一般在lmV?10mV)，頻寬較窄(一般50Hz?150Hz)，易受周圍環(huán)境干擾，因此，使用放大電路201放大并用模擬濾波電路202濾掉噪音能夠得到控制模塊30可以識別的經(jīng)調(diào)理的肌電信號。
[0024]作為一優(yōu)選實(shí)施例，上述控制模塊30可取為一微處理器，該微處理器包括模擬信號輸入端301、比較判斷單元302、和數(shù)字信號輸出端303，參見圖3。模擬信