在比較階段11與分類表10進(jìn)行比較?；诒容^結(jié)果11，確定運動集12。
[0020]進(jìn)一步地，仍然參見圖2中的本發(fā)明，上級控制4通過使用微控制器來實現(xiàn)。信號處理階段8、信號映射階段9、比較階段11和運動集確定階段12以方程形式程式化。分類表10以表格的形式存儲在微控制器的存儲器中。
[0021]現(xiàn)在參見圖3，下級控制5由四個階段組成，即，運動預(yù)期階段14、模型映射階段13和運動控制15以及力控制階段16。
[0022]進(jìn)一步地，仍然參見圖3中的本發(fā)明，下級控制系統(tǒng)5利用從上級控制4獲得的信息和所產(chǎn)生的運動確定集12來確定運動預(yù)期階段14。該階段14確定控制哪些關(guān)節(jié)和手指。該信息隨后用在下級控制系統(tǒng)5的映射階段13，以將運動和力映射到相應(yīng)的等式。這些等式將所測量和處理8的sEMG信號與實際的手指運動和手指力之間的動態(tài)關(guān)系關(guān)聯(lián)起來。手指/關(guān)節(jié)運動由運動控制階段15來確定，而手指力由力控制階段16確定。運動控制階段15和力控制階段16驅(qū)動激活塊6的電機(jī)。
[0023]進(jìn)一步地，仍然參見圖3的本發(fā)明，下級控制5通過使用微控制器來實現(xiàn)。運動預(yù)期階段14、模型映射階段13、運動控制階段15和力控制階段16以方程形式程式化。
[0024]參見圖4示出的本發(fā)明，假手7的機(jī)械控制21的主控制輸入是肩膀運動25和手肘運動17。并入機(jī)械控制中的一些肩膀運動基于伸長動作18和收回動作19，其中，肩胛骨20沿著相反的方向移動。所產(chǎn)生的一些假手7的動作包括張開手22、拇指在上的合上手23和拇指在外的握緊24。圖4細(xì)化了本發(fā)明7的機(jī)械手指28之一的圖，其包括拉緊26和放松27線纜。
[0025]進(jìn)一步地，仍然參見圖4的本發(fā)明，假手7的機(jī)械控制21基于當(dāng)旋轉(zhuǎn)手肘17時產(chǎn)生的運動。該運動借助雙線纜26和27轉(zhuǎn)移到假手7。這些線纜產(chǎn)生推拉效應(yīng)，使得線纜26和27之一獨立于手肘17的旋轉(zhuǎn)而被拉緊。當(dāng)手肘17沿著一個方向旋轉(zhuǎn)時，線纜26拉緊，線纜27放松。當(dāng)手肘17沿著相反方向旋轉(zhuǎn)時，線纜27拉緊，線纜26放松。利用肩膀運動25可以實現(xiàn)本發(fā)明假手7的不同運動集的類似控制。當(dāng)被截肢者移動肩膀20時，該動作被肩帶29捕獲，并被轉(zhuǎn)換成鮑登線纜26、27的張力。所產(chǎn)生的力隨后基于操作者的輸入轉(zhuǎn)換成假手7中所設(shè)計的動作。例如，操作者能夠通過移動肩膀從張開手22變成拇指向上的合上手23。假手的所有簡單動作都能通過三種輸入方法的組合來創(chuàng)建，即，肩膀運動、手肘旋轉(zhuǎn)和sEMG信號。
[0026]現(xiàn)在參見圖5，描述假手7的兩個特定運動。描述側(cè)向運動30和輕工具運動31。工具運動的示例性物體是小的圓柱體32。
[0027]進(jìn)一步地，仍然參見圖5的本發(fā)明，第一個運動，側(cè)向運動30利用由分級控制器I和機(jī)械控制器21組成的混合型控制來實現(xiàn)。按照相同的方式，也使用分級控制器I和機(jī)械控制器21實現(xiàn)輕工具運動31。
[0028]盡管本發(fā)明的前述說明書能使普通技術(shù)人員制造和使用當(dāng)前被視為的最佳實施例，但是，普通技術(shù)人員應(yīng)該理解和認(rèn)識到本發(fā)明的具體實施例、方法和示例的變形、組合和等同物。因此，本發(fā)明不應(yīng)該局限于上述實施例、方法和示例，相反，本發(fā)明由請求的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的所有實施例和方法所限定。
【主權(quán)項】
1.一種用于被截肢者的混合型假手，包括: EMG傳感器陣列，所述EMG傳感器陣列被配置成借助sEMG信號捕獲數(shù)據(jù)； 微控制器； 機(jī)械控制器； 分級控制器； 至少一個拉緊線纜； 至少一個放松線纜； 至少一個鮑登線纜； 至少一個電機(jī)； 肩帶，其中，所述肩帶與所述被截肢者關(guān)聯(lián)； 其中，所述機(jī)械控制器被配置成從所述肩帶接收輸入； 其中，所述微控制器被配置成將來自所述EMG傳感器陣列的所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于所述分級控制器的指令； 其中，一旦所述被截肢者的手肘移動，所述至少一個拉緊線纜就收緊； 機(jī)械手指，其中，當(dāng)由所述分級控制器給出指令時，所述機(jī)械手指由所述鮑登線纜借助所述至少一個電機(jī)來移動； 其中，當(dāng)由所述機(jī)械控制器給出指令時，所述機(jī)械手指由所述鮑登線纜借助所述被截肢者的肩膀來移動；以及 其中，所述機(jī)械手指的所有運動都借助選自以下方法的三種輸入方法來實現(xiàn):肩膀的運動、手肘的旋轉(zhuǎn)、sEMG信號。
2.如權(quán)利要求1所述的用于被截肢者的混合型假手，其中，所述肩帶與所述被截肢者的肩膀相關(guān)聯(lián)。
3.如權(quán)利要求1所述的用于被截肢者的混合型假手，其中，所述肩帶與所述被截肢者的手肘相關(guān)聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1所述的用于被截肢者的混合型假手，其中，所述至少一個電機(jī)與所述機(jī)械手指相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于被截肢者的混合型假手，進(jìn)一步包括: 運動預(yù)期階段； 模型映射階段； 運動控制階段； 力控制階段； 其中，所述運動預(yù)期階段、所述模型映射階段、所述運動控制階段和所述力控制階段由所述微處理器管理； 其中，所述運動控制階段和所述力控制階段被配置成確定所述機(jī)械手指移動的程度；以及 其中，所述運動控制階段和所述力控制階段被配置成確定施加給所述機(jī)械手指的力的程度。
6.如權(quán)利要求5所述的用于被截肢者的混合型假手，其中，所述肩帶和所述機(jī)械手指的側(cè)向移動借助來自所述分級控制器和所述機(jī)械控制器的指令來實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種混合型假手，其借助來自sEMG信號的輸入以及來自被截肢者的手肘和肩膀的機(jī)械控制來控制。該假手配備有機(jī)械手指，其由電機(jī)驅(qū)動，并借助微控制器控制。機(jī)械手指被設(shè)計成形成多種形狀，并根據(jù)被截肢者的現(xiàn)實期望提供可變的力，這主要通過被截肢者的肩膀和/或手指的移動傳遞給假手。由肩膀或手肘發(fā)送給假手的機(jī)械手指的指令通過sEMG信號提供的指令而得以增強(qiáng)。
【IPC分類】A61F2-72, A61F2-54
【公開號】CN104546235
【申請?zhí)枴緾N201410060110
【發(fā)明人】庫爾特W·斯科特, 馬可P·舍恩
【申請人】庫爾特W·斯科特, 馬可P·舍恩
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年2月21日
【公告號】EP2865356A1, US20150112448