基于表面肌电信号的上肢外骨骼康复训练系统设计

作     者：付强 张志辉 张松源 段佰龙 FU Qiang;ZHANG Zhihui;ZHANG Songyuan;DUAN Bailong

作者机构：天津理工大学国际联合研究中心天津300380 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨市第二医院哈尔滨150056 

基　　金：天津市科技计划项目(18PTZWHZ00090) 天津市复杂系统控制理论与应用重点实验室项目(TJKL⁃CTACS⁃201903)资助 

出 版 物：《北京生物医学工程》 (Beijing Biomedical Engineering)

年 卷 期：2024年第43卷第1期

页      码：29-34页

摘      要：目的为实现不同上肢损伤程度患者的康复训练,设计一种基于表面肌电信号(surface electromyographic signal,sEMG)的上肢外骨骼康复训练系统。方法该康复训练系统的机械结构主要由背部控制部分、可变刚度驱动器以及可调节上肢支架部分组成;控制系统包括肌电采集、滤波、特征提取和动作分类识别。首先采集肌电信号,并提取时域特征;然后采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)进行降维处理,用K均值聚类算法(K-means clustering algorithm)进行动作模式分类识别;最后对可变刚度驱动器进行刚度测量实验,并进行仿真实验验证分类效果。结果康复训练系统可以自主地调节刚度,并且动作模式的总体识别率为8974%。结论该康复训练系统动作模式识别率高,可以更好地带动患者完成康复训练。

主 题 词：表面肌电信号 康复训练 变刚度 特征提取 分类识别 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-3208.2024.01.005

馆 藏 号：203125886...