[发明专利]以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统

摘要

一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统及助行方法，系统有步态检测单元，信号输入端与步态检测单元的输出端相连的信号处理单元，信号处理单元的输出端分别连接功能性肌肉电刺激器的输入端和关节锁定单元的输入端，功能性肌肉电刺激器的输出端连接表面肌肉刺激电极，放置有表面肌肉刺激电极的使用者的位连接步态采集系统的信号采集端。方法：利用所述系统测量获取使用者步态信息，切换外骨骼的支撑和摆动状态；利用系统刺激使用者肌肉收缩，驱动使用者腿部摆动；根据步态信息利用系统固定处于步态支撑相位的腿部膝关节运动相位，提供稳定的辅助支撑。本发明能够使使用者以更加自然的方式行走，并且降低外骨骼的重量和功耗，提升外骨骼的续航能力。

主权项

1.一种以功能性肌肉电刺激驱动的外骨骼助行系统，其特征在于，包括用于检测人体不同部位运动姿态数据的步态检测单元(1)，信号输入端与步态检测单元(1)的输出端相连的信号处理单元(2)，所述信号处理单元(2)的输出端分别连接用于对使用者的相应肌肉进行电刺激的功能性肌肉电刺激器(3)的输入端和用于对使用者的关节运动进行锁定、为肢体提供稳定支撑的关节锁定单元(4)的输入端，所述功能性肌肉电刺激器(3)的输出端连接分别放置在使用者不同部位的目标肌肉(6)上的用于对使用者的目标肌肉进行电刺激的表面肌肉刺激电极(5)，放置有表面肌肉刺激电极(5)的使用者的不同部位连接所述的步态检测单元(1)的信号采集端；所述的步态检测单元(1)包括有并联设置的：用于检测使用者腰腹部姿态数据的腰腹部检测单元(11)、用于检测使用者左侧大腿姿态数据的左侧大腿检测单元(12)、用于检测使用者左侧小腿姿态数据的左侧小腿检测单元(13)、用于检测使用者左侧脚部姿态数据的左侧脚部检测单元(14)、用于检测使用者右侧大腿姿态数据的右侧大腿检测单元(15)、用于检测使用者右侧小腿姿态数据的右侧小腿检测单元(16)和用于检测使用者右侧脚部姿态数据的右侧脚部检测单元(17)，所述的腰腹部检测单元(11)、左侧大腿检测单元(12)、左侧小腿检测单元(13)、左侧脚部检测单元(14)、右侧大腿检测单元(15)、右侧小腿检测单元(16)和右侧脚部检测单元(17)结构完全相同，均包括有：用于放置在人体下肢各部位，采集人体下肢各部位运动姿态数据的多轴倾角加速度传感器(101)，所述多轴倾角加速度传感器(101)的信号输出端连接检测侧Wi‑Fi物联网模块(102)，所述检测侧Wi‑Fi物联网模块(102)的输出端连接信号处理单元(2)的输入端，所述的多轴倾角加速度传感器(101)和检测侧Wi‑Fi物联网模块(102)的电源输入端依次通过检测侧稳压芯片(103)和检测侧开关(104)连接检测侧供电电池(105)，所述检测侧供电电池(105)的电源输入端连接检测侧充电接口(106)。