CN116269956A - 一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环 - Google Patents
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,所述电刺激手环佩戴在使用者的手臂上,且与使用者的假肢电气连接;所述电刺激手环包括硅胶环(1)、n个定位壳(2)、n个刺激电极(21)、柔性接口(3)、参考电极(32);本发明提供一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,该手环可以提高电极对位效率,适用于不同前臂截肢者。
Description
技术领域
本发明涉及电刺激设备技术领域,具体是一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环。
背景技术
对于手臂截肢者,假肢是改善他们生活质量的辅助器具,但假肢手的感觉反馈机制缺乏导致用户的视觉压力非常大,造成了假肢弃用率高,截肢者生活质量低。
针对以上假肢缺少感觉反馈的问题,现有技术做出了改进,提出了多种感知反馈方式,以非侵入式电刺激反馈中,电触觉有诸多优势受到研究者的关注。该方法将刺激电极配置于受试者的身体肢体的表面,通过电极向受试者施加特定的电刺激,以在刺激电极下覆皮肤产生电触觉感觉形成感知反馈。该方法已在实验中被证明训练时间越长,反馈效果越好。
然而,假肢的多通道电触觉反馈技术中存在如下问题:
(1)不同被试的电触觉实验,均需频繁根据被试残肢的粗细进行个性化的多通道电极对位;一位被试每次试验都需重新对位,确保多通道刺激电极位置的可重复性。这些操作繁琐,增加了实验时间成本。
(2)目前实验室多通道电触觉刺激装置与多通道刺激电极之间通过导线连接,连线繁琐,线缆限制束缚被试的前臂运动,影响被试的心情。
鉴于以上情况,亟需一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性集成化的多通道刺激手环,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,所述电刺激手环佩戴在使用者的手臂上,且与使用者的假肢电气连接;
所述假肢包括假手腔,位于假手腔表面的微控制器、带有编码器的电机,以及位于假手腔内部的电池盒;
所述电池盒为微控制器、带有编码器的电机供电。
所述电刺激手环包括硅胶环、n个定位壳、n个刺激电极、柔性接口、参考电极;
所述硅胶环上开设有n个圆孔;
所述定位壳为环形壳体,该壳体固定在硅胶环的圆孔内;
每个定位壳内固定有一个刺激电极;
每个刺激电极均与柔性接口电气连接,且与使用者的手臂接触;
所述参考电极与柔性接口电气连接,且与使用者的手臂接触;参考电极与刺激电极构成刺激电流的一个回路;
所述柔性接口设置有排针接口;
所述排针接口与多通道电触觉刺激器电气连接;
多通道电刺激手环的工作流程如下:
所述带有编码器的电机驱动假肢动作;
当假肢动作时,编码器检测假肢腕部旋转的角度信息,并传递至微控制器;
所述微控制器控制n个电刺激生成电路,每个电刺激生成电路与一个刺激电极相连接;
所述微控制器根据假肢腕部屈伸、内旋、外旋的角度信息生成电刺激模式;
所述电刺激模式包括电刺激通道编号、电刺激时序、电刺激幅值、电刺激脉冲宽度、电刺激频率;
所述电刺激时序包括电刺激通道产生刺激信号的顺序;
所述电刺激生成电路根据电刺激模式生成电刺激信号,并通过柔性接口传输至刺激电极;
所述刺激电极根据电刺激信号对使用者的手臂施加电刺激。
进一步,所述硅胶环的材料包括弹性材料;
所述定位壳的材料包括硬质材料。
进一步,所述硅胶环上的n个圆孔均匀分布;
当刺激电极产生电刺激时,相邻的两个刺激电极之间互不干涉。
进一步,所述定位壳通过胶水粘接在硅胶环的圆孔内。
进一步,所述定位壳的圆周上挖有凹槽,所述凹槽用于引出刺激电极的接线口;
所述刺激电极的接线口与柔性接口通过连接器公母头对接;
所述柔性接口与多通道电触觉刺激器通过连接器公母头对接。
进一步,所述假肢还包括位于假肢手腔内部的电池盒;
所述电池盒为微控制器、带有编码器的电机供电。
进一步,所述电刺激生成电路包括单极性转双极性电路和压控恒流源电路;
所述单极性转双极性电路将接收到的单相恒定电流脉冲信号转换为双相恒定脉冲电流信号;所述单相恒定电流脉冲信号是微控制器生成的电刺激模式所对应的信号。
所述压控恒流源电路用于隔离人体阻抗对电流信号的影响,并将电刺激信号传输至刺激电极。
进一步,假肢动作类型包括腕屈、腕伸、腕内旋、腕外旋。
进一步,所述刺激电极对使用者手臂施加的电刺激数值范围为[0,10mA]。
进一步,电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值],电刺激脉冲宽度范围为[100微秒,500微秒]、电刺激频率范围为[100Hz,500Hz]。
刺激手环的周长范围为[25cm,35cm]。
本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明提供一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,该手环可以提高电极对位效率,适用于不同前臂截肢者。
本发明提供的多通道电刺激手环,可以快速实现刺激电极的对位;主体采用硅胶材料,利用弹性可调节手环的大小,可适用于不同粗细手臂的被试,且与手臂的贴合紧密。
本发明尤其在较长周期的电刺激反馈练习中更为重要,节省了被试大量时间,方便佩戴也提高了被试体验。
附图说明
图1为本发明提供的用于假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环的工作示意图;
图2为刺激手环工作系统硬件结构框图;
图3(a)为本发明提供的假肢模型示意图;图3(b)为人体佩戴电刺激手环的示意图;
图4(a)为本发明提供的电刺激手环定位壳示意图;图4(b)硅胶环示意图;
图5为本发明提供的电刺激手环装配示意图;
图6为本发明提供的电刺激手环与柔性柔性接口的平面图;
图7为电刺激生成电路拓扑图;图7(a)为压控恒流源电路图;图7(b)为极性转换电路;
图8为腕屈伸与腕旋的电刺激图;
图中:硅胶环1、n个定位壳2、n个刺激电极21、柔性接口3、排针接口31、参考电极32、假肢手腔4、带有编码器的电机41、电池盒42。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
参见图1至图8,一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,所述电刺激手环佩戴在使用者的残臂上,且与使用者的假肢之间存在电气连接;
该肌电假肢本身有一套独立的控制系统,包括肌电采集处理、微控制器、驱动系统,其使用者能够利用残肢的肌电信号来控制假肢关节完成相应动作。
本发明的多通道电触觉刺激手环关联的刺激系统与假肢存在的电气连接,具体包括该电触觉刺激系统的刺激模式与参数的设置是由该肌电假肢关节电机的运动信息来调控的。
所述假肢的控制系统中的微控制器是嵌在假肢手头与接受腔之间的空腔4,空腔的表面是该微控制器与带有编码器的电机41连接,该微控制器通过连接电机的驱动模块来驱动电机转动,同时,该电机的编码器提供电机的运动信息回传给微控制器,用于后续的多通道电触觉刺激模式及参数的设置;
所述假肢包括假手腔4,位于假手腔4表面的微控制器、带有编码器的电机41,以及位于假手腔4内部的电池盒42;
所述电池盒42为微控制器、带有编码器的电机41供电。
所述电刺激手环包括硅胶环1、n个定位壳2、n个刺激电极21、柔性接口3、参考电极32;
所述硅胶环1上开设有n个圆孔;n为大于1的整数;
所述定位壳2为环形壳体,该壳体固定在硅胶环1的圆孔内;
每个定位壳2内固定有一个刺激电极21;
每个刺激电极21均与柔性接口3电气连接,且与使用者的手臂接触;水凝胶刺激电极在1kHz时的电阻是180-250KΩ。
所述参考电极32与柔性接口3电气连接,且与使用者的手臂接触;参考电极与刺激电极构成刺激电流的一个回路;
参考电极的面积比刺激电极的面积大,降低参考电极上的电荷密度,提高刺激电极上的电荷密度。
所述柔性接口3设置有排针接口31;
所述排针接口31与多通道电触觉刺激器电气连接;
多通道电刺激手环的工作流程如下:
所述带有编码器的电机41驱动假肢动作;
当假肢动作时,编码器检测假肢腕部旋转的角度信息,并传递至微控制器;
所述微控制器控制n个电刺激生成电路,如图7所示,每个电刺激生成电路与一个刺激电极21相连接;n个电路之间是并联。n个电路摆放在腔体里面。n个电路之间,每个通道的电刺激参数调节是独立的。
所述微控制器根据假肢腕部屈伸、内旋、外旋的角度信息生成电刺激模式;
所述电刺激模式包括电刺激通道编号、电刺激时序、电刺激幅值、电刺激脉冲宽度、电刺激频率;
所述电刺激时序包括电刺激通道产生刺激信号的顺序;
所述电刺激生成电路根据电刺激模式生成电刺激信号,并通过柔性接口3传输至刺激电极21;
当腕屈伸的5个位置,映射为通过刺激电极21的不同位置诱发的电触觉,在此基础上根据起始位置和结束位置建立的刺激时序来建立动态位置变化觉。当腕内外旋的5个位置,映射为刺激电极21的不同强度诱发的电触觉,并且在此基础上根据起始位置和结束位置建立的刺激时序来建立动态位置变化觉。
对于腕部屈伸,CH1位于掌侧,8个通道均匀布置,主要选取5个分辨率为30°的腕部FE角度位置,分别为伸60°(E60)、伸30°(E30)、STFE运动的初始位置、屈曲30°(F30)、屈曲60°(F60);掌背侧的CH5编码E60位置,掌侧CH1编码F60位置,靠近掌背侧的ch6和CH4编码E30位置,靠近掌侧的ch8和CH2编码F30位置,CH7和CH3编码ST位置。其中,每个电极上的脉冲持续时间也为0.5秒,当腕关节从一个位置移动到预定的下一个位置后,前一个编码通道停止活动,下一个通道开始活动。
对于腕部旋转,如图8所示,在腕旋的角度发生变化时,主要是电刺激通道发生变化,其它电刺激参数不变,电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值]、电刺激脉冲宽度范围为[100,500]微秒、电刺激频率范围为[100,500]Hz。旋转角度范围为0度时,电刺激通道编号为1通道,电刺激时序为1通道施加刺激,当旋转角度为45度时,电刺激通道为2通道。当旋转角度为90度时,刺激通道为3通道。当旋转角度为135度时,刺激通道为4通道。当旋转角度为180度时,刺激通道为5通道。
所述刺激电极21根据电刺激信号对使用者的手臂施加电刺激。
所述硅胶环1的材料包括弹性材料;
所述定位壳的材料包括硬质材料。
所述硅胶环1上的n个圆孔均匀分布;
当刺激电极21产生电刺激时,相邻的两个刺激电极21之间互不干涉。
所述定位壳2通过胶水粘接在硅胶环1的圆孔内。
所述定位壳2的圆周上挖有凹槽,所述凹槽用于引出刺激电极21的接线口;
所述刺激电极21的接线口与柔性接口3通过连接器公母头对接;
所述柔性接口3与多通道电触觉刺激器通过连接器公母头对接。
所述假肢还包括位于假肢手腔4内部的电池盒42;
所述电池盒42为微控制器、带有编码器的电机41供电。
所述电刺激生成电路包括单极性转双极性电路和压控恒流源电路;
所述单极性转双极性电路将接收到的单相恒定电流脉冲信号转换为双相恒定脉冲电流信号;所述单相恒定电流脉冲信号是微控制器生成的电刺激模式所对应的信号。
所述压控恒流源电路用于隔离人体阻抗对电流信号的影响,并将电刺激信号传输至刺激电极21。
假肢动作类型包括腕屈、腕伸、腕内旋、腕外旋。
所述刺激电极21对使用者手臂施加的电刺激数值范围为[0,10mA]。
电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值],电刺激脉冲宽度范围为[100微秒,500微秒]、电刺激频率范围为[100Hz,500Hz]。
刺激手环佩戴在使用者残臂,周长范围为[25cm,35cm]。
实施例2:
本发明提供的一种用于假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,包括硅胶环1、八个定位壳2、柔性接口3及假肢手腔4。
其中,所述硅胶环1优选为采用硅胶材料制成。当然,硅胶环1并不局限于采用此种材料制作而成,所选择的材料具备弹性,对被试手臂5没有伤害即可。所述硅胶环1上嵌有八个圆孔11,所述圆孔11中分别放置一个由硬质塑料制成的定位壳2。
所述定位壳2采用不易变形的硬质材料制成,在定位壳2中放入电刺激电极21,实现快速定位。所述刺激电极21分别连接在柔性接口3。
所述柔性接口3单独引出一个参考电极32,所述柔性接口3的排针接口31与假肢手腔4内的多通道电触觉刺激器相连,连接接口设置在假肢手腔4的侧面。
所述假肢手腔4是本发明中用到的假肢,从外形中可以看到腕部带有编码器的电机41和假肢自带的电池盒42,其中微控制器布置在腔体内部。
在实验时,被试通过佩戴本发明的多通道电刺激手环,可以实现刺激电极21的快速定位,硅胶环1具有弹性,便于不同的被试佩戴,消除了手臂5粗细的个体差异性。柔性接口3将导线布置在柔性材料中,整齐划一,方便手环的接线与佩戴。带有编码器的电机41检测到假肢腕部旋转的角度信息,传递到微控制器转换成相应的电刺激模式,通过柔性接口3到刺激电极21,给被试手臂5施加电刺激。
本发明提供的用于假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,提高电极对位效率,并且适用于不同前臂截肢者。
所述硅胶环1的初始直径根据胳膊较细的被试设计,利用材料所具备的弹性可以改变直径,从而适用于不同的被试佩戴。
所述八个圆孔11是均匀分布在硅胶环1上,保证各个电极之间的距离相当,产生电刺激时,相邻的两个电极21之间互不干涉。
所述定位壳2是由硬质塑料制成,保证不易变形。所述定位壳2与硅胶环1可通过胶水粘连,不易滑脱且定位可靠。当然,定位壳2与硅胶环2通过胶水粘连,还可以通过其他方式固定。
所述定位壳2的圆周挖有凹槽22,所述凹槽22用于引出刺激电极21的接线口。其中,定位壳2与被试皮肤接触的表面需要光滑,保证接触体验良好。
所述刺激电极21的接线口与柔性接口3通过连接器公母头对接相连。
所述柔性接口3采用采用柔性封装工艺成型,将导线整合在一起,不仅整齐便携,也可提高与八个电极21的对接效率。
所述柔性接口3与刺激电极21连接的一端较长。在硅胶环1具有弹性,柔性接口3不可拉伸的情况下,通过将柔性接口3沿手臂5径向移动适配不同的被试。
所述柔性接口3与假肢手4腔内的微控制器之间通过连接器公母头31对接实现通信。具体的,将柔性接口3的排针接口31插入假肢手腔4侧面的母头。
所述假肢手4中带有编码器的电机41检测假肢手腕部的姿态信息,并将其发送给假肢手4腔内的微控制器;如图2所示,所述微控制器根据运动姿态信息生成电刺激模式;
所述电刺激模式包括电刺激通道编号、电刺激时序、电刺激幅值、电刺激脉冲宽度、电刺激频率;所述电刺激时序包括电刺激通道产生刺激信号的顺序;
所述微控制器根据电刺激模式控制电刺激模块产生作用于被试的电刺激;
所述电刺激模块包括八个电刺激生成电路和八个刺激电极21;
所述电刺激生成电路包含单极性转双极性电路和压控恒流源电路;所述单极性转双极性电路将接收到的单相恒定电流脉冲信号转换为双相恒定脉冲电流信号;所述压控恒流源电路,隔离人体阻抗对电流信号的影响,并将电刺激信号传输至刺激电极21。
所述假肢手4的动作信息包括腕屈伸、腕内外旋;当腕屈伸的5个位置,映射为通过刺激电极21的不同位置诱发的电触觉,在此基础上根据起始位置和结束位置建立的刺激时序来建立动态位置变化觉。当腕内外旋的5个位置,映射为刺激电极21的不同强度诱发的电触觉,并且在此基础上根据起始位置和结束位置建立的刺激时序来建立动态位置变化觉。
对于腕部屈伸,CH1位于掌侧,8个通道均匀布置,主要选取5个分辨率为30°的腕部FE角度位置,分别为伸60°(E60)、伸30°(E30)、ST(FE运动的初始位置)、屈曲30°(F30)、屈曲60°(F60);掌背侧的CH5编码E60位置,掌侧CH1编码F60位置,靠近掌背侧的CH6和CH4编码E30位置,靠近掌侧的CH8和CH2编码F30位置,CH7和CH3编码ST位置。其中,每个电极上的脉冲持续时间也为0.5秒,当腕关节从一个位置移动到预定的下一个位置后,前一个编码通道停止活动,下一个通道开始活动。
对于腕部旋转,如图8所示,在腕旋的角度发生变化时,主要是电刺激通道发生变化,其它电刺激参数不变,电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值]、电刺激脉冲宽度范围为[100,500]微秒、电刺激频率范围为[100,500]Hz。旋转角度范围为0度时,电刺激通道编号为CH,电刺激时序为CH施加刺激,当旋转角度为45度时,电刺激通道为CH。当旋转角度为90度时,刺激通道为CH。当旋转角度为135度时,刺激通道为CH。当旋转角度为180度时,刺激通道为CH。
实施例3:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,所述电刺激手环佩戴在使用者的残臂上,且与使用者的假肢电气连接;
所述假肢包括假手腔4,位于假手腔4表面的微控制器、带有编码器的电机41,以及位于假手腔4内部的电池盒42;
所述电池盒42为微控制器、带有编码器的电机41供电。
所述电刺激手环包括硅胶环1、n个定位壳2、n个刺激电极21、柔性接口3、参考电极32;
所述硅胶环1上开设有n个圆孔;
所述定位壳2为环形壳体,该壳体固定在硅胶环1的圆孔内;
每个定位壳2内固定有一个刺激电极21;
每个刺激电极21均与柔性接口3电气连接,且与使用者的手臂接触;该柔性接口可以用柔性电路板工艺加工,其功能是连接刺激电极、参考电极与多通道电触觉刺激器。
所述参考电极32与柔性接口3电气连接,且与使用者的手臂接触;参考电极与刺激电极构成刺激电流的一个回路;
所述柔性接口3设置有排针接口31;
所述排针接口31与多通道电触觉刺激器电气连接;
多通道电刺激手环的工作流程如下:
所述该假肢控制系统驱动带有编码器的电机41工作,实现假肢关节运动;
当假肢动作时,编码器检测假肢腕部旋转的角度信息,并传递至微控制器;
所述微控制器控制n个电刺激生成电路,每个电刺激生成电路与一个刺激电极21相连接;
所述微控制器根据假肢腕部屈伸、内旋、外旋的角度信息生成电刺激模式;
所述电刺激模式包括电刺激通道编号、电刺激时序、电刺激幅值、电刺激脉冲宽度、电刺激频率;
所述电刺激时序包括多个电刺激通道产生刺激信号之间的时间顺序;
所述刺激波形生成电路根据电刺激模式生成电刺激信号,并通过柔性接口3传输至刺激电极21;
所述刺激电极21根据电刺激信号对使用者的手臂施加电刺激。
实施例4:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述硅胶环1的材料包括弹性材料;
所述定位壳的材料包括硬质材料。
实施例5:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述硅胶环1上的n个圆孔均匀分布;
当刺激电极21产生电刺激时,相邻的两个刺激电极21之间互不干涉。
实施例6:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述定位壳2通过胶水粘接在硅胶环1的圆孔内。
实施例7:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述定位壳2的圆周上挖有凹槽,所述凹槽用于引出刺激电极21的接线口;
所述刺激电极21的接线口与柔性接口3通过连接器公母头对接;
所述柔性接口3与多通道电触觉刺激器通过连接器公母头对接。
所述电池盒42为微控制器、带有编码器的电机41供电。
实施例8:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述刺激波形生成电路包括单极性转双极性电路和压控恒流源电路;
所述单极性转双极性电路将接收到的单相恒定电流脉冲信号转换为双相恒定脉冲电流信号;所述单相恒定电流脉冲信号是微控制器生成的电刺激模式所对应的信号。
所述压控恒流源电路用于应对当人体皮肤阻抗发生变化时,该电路仍然输出恒定的电流信号。
实施例9:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,假肢动作类型包括腕屈、腕伸、腕内旋、腕外旋。
实施例10:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,所述刺激电极21对使用者手臂施加的电刺激数值范围为[0,10mA]。
实施例11:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值],电刺激脉冲宽度范围为[100μs,500μs]、电刺激频率范围为[100Hz,500Hz];
实施例12:
一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,主要内容见实施例3,其中,刺激手环的周长范围为[25cm,35cm]。
Claims (10)
1.一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电触觉刺激手环,其特征在于:所述电刺激手环佩戴在使用者的残臂上,且与使用者的假肢电气连接;
所述假肢包括所述假手腔(4),位于假手腔(4)表面的微控制器、带有编码器的电机(41),以及位于假手腔(4)内部的电池盒(42)。
所述电池盒(42)为微控制器、带有编码器的电机(41)供电。
所述电刺激手环包括硅胶环(1)、n个定位壳(2)、n个刺激电极(21)、柔性接口(3)、参考电极(32);
所述硅胶环(1)上开设有n个圆孔;
所述定位壳(2)为环形壳体,该壳体固定在硅胶环(1)的圆孔内;
每个定位壳(2)内固定有一个刺激电极(21);
每个刺激电极(21)均与柔性接口(3)电气连接,且与使用者的手臂接触;该柔性接口可以用柔性电路板工艺加工,其功能是连接刺激电极、参考电极与多通道电触觉刺激器。
所述参考电极(32)与柔性接口(3)电气连接,且与使用者的手臂接触;参考电极与刺激电极构成刺激电流的一个回路;
所述柔性接口(3)设置有排针接口(31);
所述排针接口(31)与多通道电触觉刺激器电气连接;
多通道电刺激手环的工作流程如下:
所述该假肢控制系统驱动带有编码器的电机(41)工作,实现假肢关节运动;
当假肢动作时,编码器检测假肢腕部旋转的角度信息,并传递至微控制器;
所述微控制器控制n个电刺激生成电路,每个电刺激生成电路与一个刺激电极(21)相连接;
所述微控制器根据假肢腕部屈伸、内旋、外旋的角度信息生成电刺激模式;
所述电刺激模式包括电刺激通道编号、电刺激时序、电刺激幅值、电刺激脉冲宽度、电刺激频率;
所述电刺激时序包括多个电刺激通道产生刺激信号之间的时间顺序;
所述刺激波形生成电路根据电刺激模式生成电刺激信号,并通过柔性接口(3)传输至刺激电极(21);
所述刺激电极(21)根据电刺激信号对使用者的手臂施加电刺激。
2.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述硅胶环(1)的材料包括弹性材料;
所述定位壳的材料包括硬质材料。
3.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述硅胶环(1)上的n个圆孔均匀分布;
当刺激电极(21)产生电刺激时,相邻的两个刺激电极(21)之间互不干涉。
4.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述定位壳(2)通过胶水粘接在硅胶环(1)的圆孔内。
5.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述定位壳(2)的圆周上挖有凹槽,所述凹槽用于引出刺激电极(21)的接线口;
所述刺激电极(21)的接线口与柔性接口(3)通过连接器公母头对接;
所述柔性接口(3)与多通道电触觉刺激器通过连接器公母头对接。
所述电池盒(42)为微控制器、带有编码器的电机(41)供电。
6.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述刺激波形生成电路包括单极性转双极性电路和压控恒流源电路;
所述单极性转双极性电路将接收到的单相恒定电流脉冲信号转换为双相恒定脉冲电流信号;所述单相恒定电流脉冲信号是微控制器生成的电刺激模式所对应的信号。
所述压控恒流源电路用于应对当人体皮肤阻抗发生变化时,该电路仍然输出恒定的电流信号。
7.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,假肢动作类型包括腕屈、腕伸、腕内旋、腕外旋。
8.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,所述刺激电极(21)对使用者手臂施加的电刺激数值范围为[0,10mA]。
9.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,电刺激的幅值范围为[感觉阈值,痛觉阈值],电刺激脉冲宽度范围为[100μs,500μs]、电刺激频率范围为[100Hz,500Hz]。
10.根据权利要求1所述的一种用于肌电假肢手动作反馈的高普适性可穿戴多通道电刺激手环,其特征在于,刺激手环的周长范围为[25cm,35cm]。
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