1.本实用新型涉及运动康复领域，特别是涉及一种可拆卸式手部运动意图识别手环。


背景技术：

2.目前脑卒中患者众多，针对由于脑卒中等原因导致偏瘫等功能性障碍，运动康复是个非常重要并且有效的手段。当前脑卒中患者的运动康复大多是传统的治疗师指导进行，但这样对人力资源、医疗资源的需求很大，治疗成本高昂，且无法保证稳定的持续性康复训练。而使用主动式康复机器人进行运动康复训练可以增强患者的主观意识控制，更进一步降低了治疗师人力资源和医院医疗资源的压力，提高康复效率。若机器人可便携，可增加远程康复的可能。当前主动式康复主要有两种，一种利用镜像神经元的原理，另一种利用患者生理信号。例如，检测患者患侧手或健侧手的表面肌电信号，识别患者运动意图，进而控制患侧手运动。
3.传统离散分布式采集设备需要分个独立安装电极或肌电传感器，使用麻烦，每次黏贴位置也可能有差异，且易脱落。若用分离独立电极还需额外配备采集处理器，便携性不好。而一体化肌电传感器套组对皮肤的贴合性不够，且不可拆卸，当有某个传感器损坏时，需回收维修整个设备，或有时需要通道数少于设备通道数，多余的较为浪费。即使有个别可拆卸设计，也未考虑拆卸后设备继续使用的鲁棒性与传输问题。并且各个传感器之间的连接部分伸缩调节性能较差，影响了个性化使用，也不利于具体采集点的调节。也有个别简单的柔性可伸缩连接设计，但都是随臂围扩大而被动扩张，无法主动调节每一个连接的长度，肌电传感器相对位置无法改变，不够灵活和实用。
4.为了解决以上问题，现有的肌电采集装置利用绑带固定，虽绑带具有弹性，但弹性能力在制造时便已确定，实际使用时平衡紧贴程度与舒适可用范围较难，并不能随意选择采集位置，且采集组件固定于绑带上不可拆卸，且电极探针对使用者舒适度有极大影响。还有人提出了人体表面肌电信号采集器，利用采集杆内部的伸缩器来配合伸缩导线进行延长和缩减，增设固定贴，降低采集贴片晃动几率，保证表面肌电信号的采集稳定虽可分个单独黏贴电极片，调整通道数，但电极片黏贴稳定性不好，每次黏贴位置均需要调整，很难统一，且外设信号采集处理配件便携性差。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种可拆卸式手部运动意图识别手环，用于解决现有肌电采集装置使用麻烦，电极位置很难统一且易脱落，甚至可能需要额外配备采集处理器，便携性差的问题。传统一体化肌电传感器套组对皮肤的贴合性不够，整体式的不可拆卸，维修麻烦，有时使用起来较为浪费。并且各个传感器之间的连接部分伸缩调节性能较差，影响了个性化使用，即使有个别柔性可伸缩连接设计，但无法主动调节每一个连接的长度，肌电传感器相对位置无法改变，不够灵活和实用。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种可拆卸式手部运动意图识别手环，包括：环形臂带、一或多个用于采集肌电感应信号的肌电传感器以及主控制器；其中，所述环形臂带包括：一或多个内部中通的伸缩固定部以及一或多个通过各所述伸缩固定部连接的且在所述环形臂带内侧设有接触口的壳体，所述壳体包括：设于所述接触口的盖片安装部，以在拆卸所述肌电传感器时封闭盖片；每个肌电传感器分别内嵌于一所述壳体内，且其上的磁性感应电极通过所述接触口向环形臂带内侧裸露，所述磁性感应电极通过所述壳体内的磁性接触点与处于所述伸缩固定部内部的传输线相连接；所述主控制器内嵌有或未内嵌有所述肌电传感器的壳体内，通过各伸缩固定部内部的传输线和/或所述壳体内的磁性接触点连接各肌电传感器。
7.于本实用新型的一实施例中，所述伸缩固定部呈手风琴式伸缩结构，其两端连接相邻的所述壳体，以可通过推动所述壳体调整所述伸缩固定部的伸缩长度以及弯曲角度。
8.于本实用新型的一实施例中，所述壳体还包括：肌电传感器安装部，用于安装所述肌电传感器。
9.于本实用新型的一实施例中，所述盖片安装部和/或肌电传感器安装部包括：凹槽滑轨。
10.于本实用新型的一实施例中，所述伸缩固定部包括：呈手风琴式伸缩结构的按扣伸缩橡胶，用于分级调节伸缩长度以及弯曲角度。
11.于本实用新型的一实施例中，所述磁性接触点包括：分别与包括电源线、地线、屏蔽线、数据传输线以及序列选择线的传输线连接的磁性接触点。
12.于本实用新型的一实施例中，未与所述主控制在同一壳体内的肌电传感器通过设于各所述壳体的磁性接触点、处于各伸缩固定部内部的电源线、地线、屏蔽线、数据传输线以及序列选择线连接所述主控制器。
13.于本实用新型的一实施例中，与所述主控制器在同一壳体内的肌电传感器通过所述壳体的磁性接触点直接集成于所述主控制器。
14.于本实用新型的一实施例中，所述主控制器包括：蓝牙模块，用于将由与所述主控制器连接的肌电传感器采集的感应信号蓝牙上传至上位机。
15.于本实用新型的一实施例中，所述肌电传感器包括：三个铜镀银电极、前置放大器、低通滤波器、差分运算放大器、高通滤波器、50hz陷波器以及电压上拉电路。
16.如上所述，本实用新型的一种可拆卸式手部运动意图识别手环，具有以下有益效果：本实用新型本发明采用可拆卸式手部运动意图识别手环，通过可带盖壳体实现肌电传感器可拆卸功能，通过磁性接触点可实现多通道有线传输方式，通过手风琴式加厚伸缩橡胶实现独立分级调节功能。在实际肌电采集的应用中，本发明更加实用便捷，可适用于各类需求环境，例如通道数可调整、臂环周长可调整、肌电传感器具体间距位置可调整等。本发明不仅可用于主动式康复机器人的手部运动意图识别，也可用于假肢控制、手语识别、手势交互控制等很多领域。
附图说明
17.图1显示为本实用新型一实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的结构示意图。
18.图2显示为本实用新型一实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的俯视示意图。
19.图3显示为本实用新型一实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的结构示意图。
20.图4显示为本实用新型一实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的结构示意图。
21.图5显示为本实用新型一实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的内部布线示意图。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本实用新型的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本实用新型的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本实用新型的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本实用新型。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、
““
下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
24.其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成份、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成份、区域、层或段区别于其它部分、成份、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成份、区域、层或段在不超出本实用新型范围的范围内，可以言及到第二部分、成份、区域、层或段。
25.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
26.因此，本实用新型实施例中提供一种可拆卸式手部运动意图识别手环，解决了现有肌电采集装置使用麻烦，电极位置很难统一且易脱落，甚至可能需要额外配备采集处理器，便携性差的问题。传统一体化肌电传感器套组对皮肤的贴合性不够，整体式设计不可拆卸，维修麻烦，有时使用起来较为浪费。并且各个传感器之间的连接部分伸缩调节性能较差，影响了个性化使用，即使有个别柔性可伸缩连接设计，但无法主动调节每一个连接的长度，肌电传感器相对位置无法改变，不够灵活和实用。本实用新型本发明采用可拆卸式手部
运动意图识别手环，通过可带盖壳体实现肌电传感器可拆卸功能，通过磁性接触点可实现多通道有线传输方式，通过手风琴式加厚伸缩橡胶实现独立分级调节功能。在实际肌电采集的应用中，本发明更加实用便捷，可适用于各类需求环境，例如通道数可调整、臂环周长可调整、肌电传感器具体间距位置可调整等。本发明不仅可用于主动式康复机器人的手部运动意图识别，也可用于假肢控制、手语识别、手势交互控制等很多领域。
27.下面以附图为参考，针对本实用新型的实施例进行详细说明，以便本实用新型所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本实用新型可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。
28.如图1所示，展示本实用新型实施例中的可拆卸式手部运动意图识别手环的结构示意图。
29.所述可拆卸式手部运动意图识别手环，包括：
30.环形臂带、一或多个用于采集肌电感应信号的肌电传感器以及主控制器；
31.其中，所述环形臂带包括：一或多个内部中通的伸缩固定部4以及一或多个通过各所述伸缩固定部4连接的且在所述环形臂带内侧设有接触口的壳体2，所述壳体2包括：设于所述接触口的盖片安装部7，以在拆卸所述肌电传感器8时封闭盖片3；每个肌电传感器8分别内嵌于一所述壳体2内，且其上的磁性感应电极9通过所述接触口向环形臂带内侧裸露，所述磁性感应电极9通过所述壳体2内的磁性接触点5与处于所述伸缩固定部4内部的传输线相连接；所述主控制器内嵌有或未内嵌有所述肌电传感器的壳体1内，通过各伸缩固定部4内部的传输线和/或所述壳体内的磁性接触点5连接各肌电传感器8。
32.可选的，如图2所示为可拆卸式手部运动意图识别手环的俯视图，所述环形臂带包括：一或多个内部中通的伸缩固定部4以及一或多个通过各所述伸缩固定部4连接的且在所述环形臂带内侧设有接触口的壳体2，形成一环形结构。所述伸缩固定部4呈手风琴式伸缩结构，其两端连接相邻的所述壳体2，以可通过推动所述壳体2调整与所述壳体2相邻的所述伸缩固定部4的伸缩长度以及弯曲角度。
33.具体的调节方式包括但不仅限于：当整体连接好后环形臂环后，可以按住一个壳体2，拉动或推动另一个壳体2来分级调整连接部分的伸缩固定部4的长度以及弯曲角度，也可以同时拉动或推动两个相邻壳体2来调节二者间距。
34.可选的，所述伸缩固定部4包括：呈手风琴式伸缩结构的按扣伸缩橡胶，用于分级调节伸缩长度以及弯曲角度。具体的，可单独调整橡胶每一格的伸展或压缩，由于橡胶材料的柔性与手风琴形式的结构，也可以灵活调整连接部分的弯曲角度，使壳体更好地贴合皮肤。优选的，所述伸缩固定部4采用手风琴式伸缩结构的按扣伸缩加厚橡胶。
35.可选的，所述伸缩固定部4内部空心可通所述传输线，以进行数据或信号的有线传输。
36.可选的，如图3所示，所述壳体2还包括：肌电传感器安装部6，用于安装所述肌电传感器。
37.可选的，所述盖片安装部7和/或肌电传感器安装部6包括：凹槽滑轨。具体的，当肌电传感器处于拆卸状态时，数据传输为空，所述封闭盖片3滑动插入所述凹槽滑轨7，壳体空腔封闭，保证电气安全。当肌电传感器处于安装状态时，所述封闭盖片3滑动拔出所述凹槽滑轨7，并利用所述凹槽滑轨6中安装所述肌电传感器。
38.可选的，所述接触口的大小根据所述肌电传感器的大小以及安装方式进行设定，在本技术中不作限定。
39.可选的，如图4所示，每个肌电传感器8分别内嵌于一所述壳体2内，且其上的磁性感应电极9通过所述接触口向环形臂带内侧裸露，以感应用户的手部肌电信号，以为所述手部运动意图识别进行数据采集。
40.可选的，如图1所示，所述主控制器内嵌有或未内嵌有所述肌电传感器的壳体1内，通过各伸缩固定部4内部的传输线以及所述壳体内的磁性接触点5连接未与所述主控制器在一个壳体2的各肌电传感器8。通过磁性接触点5直接连接于与所述主控制器在同一壳体1的肌电传感器8。
41.可选的，所述磁性接触点5包括：分别与包括电源线、地线、屏蔽线、数据传输线以及序列选择线的传输线连接的磁性接触点，以传输相应数据或信号。
42.可选的，如图5所示，为所述可拆卸式手部运动意图识别手环的内部布线示意图，未与所述主控制在同一壳体内的肌电传感器分别通过设于各所述壳体的磁性接触点(电源线磁性接触点10、地线磁性接触点11、屏蔽线磁性接触点12、数据传输线磁性接触点13-1、13-2、13-3、13-4、13-5、13-6以及13-7，和序列选择线磁性传输点14-1、14-2、14-3、14-4、14-5、14-6、14-7)、处于各伸缩固定部内部的电源线10、地线11、屏蔽线12、数据传输线以及序列选择线连接所述主控制器。举例来说，其余未与所述主控制器在同一壳体的7个肌电传感器的电源线、地线、屏蔽线在通过磁性接触点、壳体、手风琴式加厚橡胶之间环线连接，肌电信号数据线与序列选择线从每个肌电传感器所在的可带盖壳体的磁性接触点，沿可带盖壳体内部与加厚橡胶内部通线与主控连接。
43.可选的，与所述主控制器在同一壳体内的肌电传感器通过所述壳体的磁性接触点直接集成于所述主控制器。举例来说，主控控制器所在壳体内的肌电传感器的五根传输线直接内部集成至主控。
44.可选的，所述主控制器包括：蓝牙模块，用于将由与所述主控制器连接的肌电传感器采集的感应信号蓝牙上传至上位机。具体的，主控制器将肌电传感器采集的肌电信号利用蓝牙模块传输至上位机后，进一步进行后续的特征提取、模式识别等，识别手部运动意图。
45.可选的，所述主控制器还包括：电源管理模块、陀螺仪和atm32u4。
46.可选的，所述肌电传感器包括：三个铜镀银电极、前置放大器、低通滤波器、差分运算放大器、高通滤波器、50hz陷波器以及电压上拉电路。
47.综上所述，本实用新型可拆卸式手部运动意图识别手环，用于解决现有的传统离散分布式采集设备使用麻烦，电极位置很难统一且易脱落，甚至可能需要额外配备采集处理器，便携性差的问题。传统一体化肌电传感器套组对皮肤的贴合性不够，整体式的不可拆卸，维修麻烦，有时使用起来较为浪费。并且各个传感器之间的连接部分伸缩调节性能较差，影响了个性化使用，即使有个别柔性可伸缩连接设计，但都无法主动调节每一个连接的长度，肌电传感器相对位置无法改变，仍然存在不够灵活和实用的问题。本发明采用采用可拆卸式手部运动意图识别手环，通过可带盖壳体实现肌电传感器可拆卸功能，通过磁性接触点可实现多通道有线传输方式，通过手风琴式加厚伸缩橡胶实现独立分级调节功能。在实际肌电采集的应用中，本发明更加实用便捷，可适用于各类需求环境，例如通道数可调
整、臂环周长可调整、肌电传感器具体间距位置可调整等。本发明不仅可用于主动式康复机器人的手部运动意图识别，也可用于假肢控制、手语识别、手势交互控制等很多领域。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
48.上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。