肌電控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及肌電控制領域，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】
[0002]傳統的自動化工具需要用戶用身體某部分控制工具開關，如用手指扳動扳機(電鉆)，或用腳踏(挖掘機)等。這對某些殘疾人士造成不便。比如，經歷過前臂截肢術(Forearm Amputat1n)、腕關節斷離術(Wrist Disarticulat1n)或者患有肌肉骨骼■失調綜合癥(Musculoskeletal Disorders)的患者就無法進行這種操作。即使有義肢也無濟于事，因為義肢不能很好地幫助此類用戶進行小肌肉運動技能(Fine Motor Control)。這就很大程度上局限了這類用戶的勞動就業。
[0003]肌電信號(EMG)是眾多肌纖維中運動單元動作電位(MUAP)在時間和空間上的疊加。表面肌電信號(SEMG)是淺層肌肉EMG和神經干上電活動在皮膚表面的綜合效應，能在一定程度上反映神經肌肉的活動；相對于針電極EMG，SEMG在測量上具有非侵入性、無創傷、操作簡單等優點。因而，SEMG在臨床醫學、人機功效學、康復醫學以及體育科學等方面均有重要的實用價值。
【發明內容】
[0004]本實用新型的技術目的在于解決上述現有技術的缺陷，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用需求。
[0005]本實用新型的技術目的是采用以下技術方案實現的。
[0006]本實用新型所提供的肌電控制裝置，包括信號輸入模塊、信號調理模塊、控制模塊、開關模塊、電源模塊、和斷電保護模塊。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理模塊；信號調理模塊將經調理的肌電信號輸出到控制模塊，控制模塊依據經調理的肌電信號輸出高低電平信號；開關模塊連接到肌電控制裝置外部的執行模塊，并依據高低電平信號控制執行模塊的工作；執行模塊將其工作狀態反饋給控制模塊；電源模塊分別向信號調理模塊和控制模塊供電，斷電保護模塊連接在開關模塊和電源模塊之間。采用以上技術方案，用信號輸入模塊從輸入信號源獲取肌電信號，經調理、轉換后得到能夠控制執行模塊工作的高低電平信號，從而達到了用肌電信號控制執行模塊運行通斷的目的，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，其工作原理為磁鐵靠近，電源模塊接通；磁鐵離開，電路斷開。斷電保護模塊可整合到整個系統中，干簧管被整合為機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]更進一步地，本實用新型的肌電控制裝置中的信號調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由放大電路和模擬濾波電路，得到經調理的肌電信號。
[0009]作為一優選技術方案，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、和數字信號輸出端。模擬信號輸入端用于接收經調理的肌電信號；比較判斷單元用于將經調理的肌電信號與預設閾值進行比較判斷，并輸出高低電平信號；數字信號輸出端用于將高低電平信號輸出到開關模塊。
[0010]上述開關模塊可進一步包括電阻和達靈頓三極管。控制模塊輸出的高低電平信號經由電阻連接到達靈頓三極管的基極，達靈頓三極管的源極接地，達靈頓三極管的漏極連接到執行模塊。
[0011]作為又一優選技術方案，本實用新型的肌電控制裝置可還包括一浪涌保護模塊以防止電壓浪涌，浪涌保護模塊并聯在執行模塊的兩端。
[0012]本實用新型所提供的肌電控制裝置尤其適用于電鉆的應用。此時，執行模塊取為電鉆，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給出了本實用新型的肌電控制裝置的總體構成示意圖；
[0014]圖2給出了為本實用新型中信號調理模塊的具體實施例示意圖；
[0015]圖3給出了本實用新型中控制模塊的具體實施例示意圖；
[0016]圖4給出了本實用新型的肌電控制裝置的應用示意圖；
[0017]圖5給出了本實用新型的肌電控制裝置的一種優選實施示意圖；
[0018]圖6給出了本實用新型中開關模塊和浪涌保護模塊的實施例示意圖；
[0019]圖7-1給出了本實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給出了本實用新型中控制模塊輸出的高低電平信號的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的技術方案做進一步詳細說明。
[0022]本實用新型所提供的肌電控制裝置100，包括信號輸入模塊10、信號調理模塊20、控制模塊30、開關模塊40、電源模塊50、和斷電保護模塊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理模塊20 ;信號調理模塊20將經調理的肌電信號輸出到控制模塊30，控制模塊30依據經調理的肌電信號輸出高低電平信號；開關模塊40連接到肌電控制裝置100外部的執行模塊102，并依據高低電平信號控制執行模塊102的工作；執行模塊102將其工作狀態反饋給控制模塊30 ;電源模塊50分別向信號調理模塊20和控制模塊30供電，斷電保護模塊60連接在開關模塊40和電源模塊50之間。采用以上技術方案，用信號輸入模塊10從輸入信號源101獲取肌電信號，經調理、轉換后得到能夠控制執行模塊102工作的高低電平信號，從而達到了用肌電信號控制執行模塊102運行通斷的目的，使得殘障用戶得以自如地控制勞動工具。
[0023]進一步地，本實用新型的肌電控制裝置100中的信號調理模塊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由放大電路201和模擬濾波電路202，得到經調理的肌電信號。通常情況下，肌電信號強度較弱(一般在lmV?10mV)，頻寬較窄(一般50Hz?150Hz)，易受周圍環境干擾，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可以識別的經調理的肌電信號。
[0024]作為一優選實施例，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、和數字信號輸出端303，參見圖3。模擬信