專利名稱：利用人體肌電信號(hào)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及康復(fù)工程和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，具體是指一種利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及其方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中，電腦、各種電子設(shè)備和交通工具使用得越來(lái)越普遍，而其中有很多已經(jīng)成為人們所必不可少的工具，而目前這些設(shè)備的設(shè)計(jì)是由健康人的手來(lái)操控的，但是對(duì)于截肢者或癱瘓者來(lái)說(shuō)，在很多情況下使用非常不方便，而且結(jié)構(gòu)和控制也相當(dāng)復(fù)雜，無(wú)法用功能有限的假肢來(lái)操縱，這些缺陷都給使用者帶來(lái)了很大的不便，迫切需要一種截肢者操控電腦和其它各種設(shè)備包括交通工具的可行方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述難題，提出了一種使用人體肌電信號(hào)來(lái)操控電腦、各種設(shè)備和交通工具的裝置及其方法，此裝置及其方法原理巧妙實(shí)用、操縱靈活、結(jié)構(gòu)輕便、使用快捷方便、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛，除用于傷殘人外，還可以用于健康人用肌電信號(hào)操控游戲機(jī)及各種設(shè)備，具有很大的趣味性和商業(yè)價(jià)值。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的利用人體肌電信號(hào)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及方法如下該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其主要特點(diǎn)是，所述的裝置包括貼覆于人體特定肌肉部位皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、與電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路相連接的數(shù)字信號(hào)處理單元，所述的肌電信號(hào)依次通過(guò)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號(hào)處理單元傳送至電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置的肌電信號(hào)傳感單元為裝有電極的差分前置放大器。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置的電子設(shè)備為計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)或者其它電控機(jī)械設(shè)備或者電子設(shè)備。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置的交通工具為電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車或者其它車輛、船只或者飛行器。
該使用上述的裝置進(jìn)行利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟(1)肌電信號(hào)傳感單元從相應(yīng)的肌肉部位引出肌電信號(hào)，并傳送至信號(hào)處理單元；(2)模擬信號(hào)處理單元進(jìn)行處理后成為隨該肌電信號(hào)強(qiáng)弱同步變化的電信號(hào)，并傳送至信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；(3)信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行處理；(4)數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，判別出是何種控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為受控設(shè)備的輸入信號(hào)后傳送至電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路；(5)電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路按該數(shù)字信號(hào)操控電子設(shè)備/交通工具。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法的模擬信號(hào)處理單元的處理操作包括以下步驟(1)模擬信號(hào)處理單元將該肌電信號(hào)進(jìn)行濾波放大；(2)模擬信號(hào)處理單元將信號(hào)進(jìn)行整流和積分，產(chǎn)生隨肌電信號(hào)強(qiáng)弱變化的電信號(hào)。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法的操控電子設(shè)備中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作包括以下步驟(1)對(duì)肌電信號(hào)的種類進(jìn)行識(shí)別；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向下運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向下運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(5)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向右運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(6)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)所在處擊鍵的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)所在處進(jìn)行擊鍵動(dòng)作。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法的操控交通工具中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作包括以下步驟(1)對(duì)肌電信號(hào)的種類進(jìn)行識(shí)別；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向前運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向前運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向后運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向后運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向左運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(5)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向右運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(6)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制剎車的肌電模式信號(hào)，則控制虛擬操縱桿回零位并剎車，剎車的力度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(7)如果該肌電信號(hào)為預(yù)設(shè)的控制剎停車不釋放的肌電模式信號(hào)，則控制虛擬操縱桿回零位并剎停車不釋放，虛擬操縱桿不能啟動(dòng)；當(dāng)再次出現(xiàn)相同的肌電模式信號(hào)時(shí)，則剎車釋放。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法的操控飛行器中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作中還包括以下步驟(1)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器向左轉(zhuǎn)向的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器向左轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器向右轉(zhuǎn)向的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器向右轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器增大油門(mén)的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器增大油門(mén)，油門(mén)增大的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器減小油門(mén)的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器減小油門(mén)，油門(mén)減小的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值。
采用了該發(fā)明的利用人體肌電信號(hào)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及方法，由于通過(guò)貼覆于人體特定肌肉部位的皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元引出相應(yīng)的肌電信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)放大、處理、識(shí)別、轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，然后輸入到需要進(jìn)行控制的電子設(shè)備或者交通工具中，電子設(shè)備或者交通工具按該信號(hào)所對(duì)應(yīng)的肌電信號(hào)的編碼和強(qiáng)度信息進(jìn)行相應(yīng)的操縱控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子設(shè)備和交通工具的靈活操縱控制，而且原理簡(jiǎn)單易行，結(jié)構(gòu)輕便，使用快捷方便，并可根據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展；不僅如此，本發(fā)明的裝置及其方法的工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)操作、游戲機(jī)操縱、各種設(shè)備操縱、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車以及其它各種交通工具包括飛行器的使用操縱上，給殘疾人使用者帶來(lái)了很大的便利，也為健康人帶來(lái)了廣闊的應(yīng)用前景。


圖1為本發(fā)明的使用肌電信號(hào)控制電腦或者游戲機(jī)的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2為本發(fā)明的使用肌電信號(hào)控制電動(dòng)輪椅車或者其它交通工具的電路結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。
使用人體生物電直接控制電腦，而不需要用手來(lái)操控鼠標(biāo)，就必須用肌電信號(hào)控制光標(biāo)移動(dòng)和擊鍵。
該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其中，所述的裝置包括貼覆于人體特定肌肉部位皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、與電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路相連接的數(shù)字信號(hào)處理單元，該肌電信號(hào)傳感單元為裝有電極的差分前置放大器；所述的肌電信號(hào)依次通過(guò)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號(hào)處理單元傳送至電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路。
其中，該利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置的電子設(shè)備為計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)或者其它電控機(jī)械設(shè)備或者電子設(shè)備；交通工具為電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車或者其它車輛、船只或者飛行器。
請(qǐng)參閱圖1所示，其中，圖釋說(shuō)明如下1——控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)2——控制光標(biāo)向下運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)3——控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)4——控制光標(biāo)向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)5——信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元6——數(shù)字信號(hào)處理單元7——普通鼠標(biāo)或普通游戲機(jī)控制器電路8——電腦或游戲機(jī)主機(jī)用肌電信號(hào)來(lái)控制電腦光標(biāo)移動(dòng)和輸入擊鍵信號(hào)的方法如下
首先，光標(biāo)的上下運(yùn)動(dòng)和左右運(yùn)動(dòng)分別用一對(duì)肌肉的生物電信號(hào)來(lái)操控。例如，用兩對(duì)拮抗肌產(chǎn)生的4路肌電信號(hào)來(lái)控制。
實(shí)施由肌電信號(hào)來(lái)控制光標(biāo)左右和上下運(yùn)動(dòng)，可采用人體任何適合部位的肌電信號(hào)，例如，失去雙全臂只有軀干肌電信號(hào)可利用的截肢者，可用右肩前屈肌(胸大肌)和肩后伸肌(斜方肌)的肌電信號(hào)控制光標(biāo)上下運(yùn)動(dòng)，用左肩前屈肌(胸大肌)和肩后伸肌(斜方肌)的肌電信號(hào)控制光標(biāo)左右運(yùn)動(dòng)；雙上臂截肢者可用右上臂伸肌(肱三頭肌)的信號(hào)控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)，屈肌(肱二頭肌)的信號(hào)控制向下運(yùn)動(dòng)。用左上臂伸肌的信號(hào)控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)，屈肌信號(hào)控制向右運(yùn)動(dòng)。雙前臂截肢者則可用腕伸肌和腕屈肌的信號(hào)。肌電信號(hào)由裝有電極的差分前置放大器從皮膚表面引出，經(jīng)濾波放大以后，進(jìn)行整流電和積分，成為隨肌電信號(hào)強(qiáng)弱變化的電信號(hào)。以上肌電信號(hào)的放大處理可采用肌電控制假肢現(xiàn)有技術(shù)。此信號(hào)再經(jīng)過(guò)模數(shù)變換成為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)處理后，轉(zhuǎn)換為普通鼠標(biāo)輸入電腦的光標(biāo)控信號(hào)模式，再輸電腦。也可以用單片機(jī)將模數(shù)變換后的肌電信號(hào)轉(zhuǎn)換為普通鼠的傳感器輸出的信號(hào)模式，送入普通鼠標(biāo)電路，再輸入電腦。光標(biāo)的移動(dòng)距離由該信號(hào)的最大值來(lái)決定。當(dāng)肌電信號(hào)消失后，光標(biāo)仍保持原來(lái)的位置，除非信號(hào)再次出現(xiàn)，使光標(biāo)移動(dòng)到更遠(yuǎn)的距離，或者相反方向的控制信號(hào)出現(xiàn)，使光標(biāo)向相反的方向運(yùn)動(dòng)這與普通鼠標(biāo)控制光標(biāo)一致。當(dāng)兩塊肌肉同時(shí)收縮時(shí)產(chǎn)生一個(gè)11信號(hào)，此信號(hào)不能使光標(biāo)運(yùn)動(dòng)而是作為一個(gè)擊鍵的信號(hào)。每一對(duì)伸屈肌都可以產(chǎn)生一個(gè)這樣的擊鍵信號(hào)，用來(lái)控制代替鼠標(biāo)左右鍵的電子開(kāi)關(guān)或繼電器。此擊鍵信號(hào)同樣經(jīng)單片機(jī)處理后，轉(zhuǎn)換為普通鼠標(biāo)輸入電腦的擊鍵信號(hào)模式，再輸入電腦。
如需要鼠標(biāo)滾輪控制信號(hào)，可再壇加一對(duì)拮抗肌的控制信號(hào)。
擊鍵信號(hào)也可以由另外的肌肉產(chǎn)生的信號(hào)提供。一塊肌肉收縮一下，便產(chǎn)生一個(gè)肌電信號(hào)，用來(lái)控制電子開(kāi)關(guān)或繼電器動(dòng)作一次，完成一次擊鍵動(dòng)作。
可根據(jù)電腦或游戲機(jī)的輸入需要，決定采用多少路肌電信號(hào)作為光標(biāo)和擊鍵控制信號(hào)，可從人體上下肢或任何適合的部位引出肌電信號(hào)。
再請(qǐng)參閱圖2所示，其中，圖釋說(shuō)明如下11——控制虛擬操縱桿向前運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)12——控制虛擬操縱桿向后運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)13——控制虛擬操縱桿向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)14——控制虛擬操縱桿向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)15——控制剎車的肌電信號(hào)16——信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元
17——數(shù)字信號(hào)處理單元18——顯示器19——交通工具控制電路110——交通工具驅(qū)動(dòng)電路控制電動(dòng)輪椅車的方法和上述控制光標(biāo)的方法相似從上述單片機(jī)輸出的信號(hào)取代電動(dòng)輪椅車操縱桿前后左右運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的控制信號(hào)。用4路肌電信號(hào)分別控制虛擬操縱桿前后左右運(yùn)動(dòng)，而虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度是由肌電信號(hào)的最大值決定的。沒(méi)有信號(hào)時(shí)，虛擬操縱桿仍保持原有位置，除非有新的控制信號(hào)出現(xiàn)?？捎靡粋€(gè)液晶顯示屏或其它任何有效的顯示方法顯示虛擬操縱桿的位置，例如使用發(fā)光二極管陣列。顯示器使操控者通過(guò)視覺(jué)反饋達(dá)到控制真實(shí)操縱桿的效果。這樣操控者便可看見(jiàn)虛擬操縱桿前后左右運(yùn)動(dòng)和回到零位。
剎車用另一塊肌肉產(chǎn)生的肌電信號(hào)來(lái)控制，剎車力度由肌電信號(hào)強(qiáng)度決定，當(dāng)出現(xiàn)剎車信號(hào)時(shí)，虛擬操縱桿即回零位。剎車肌電信號(hào)消失，剎車釋放。
控制虛擬操縱桿前后運(yùn)動(dòng)的一對(duì)拮抗肌同時(shí)收縮，產(chǎn)生一個(gè)11信號(hào)，使虛擬操縱桿回零且剎停電動(dòng)輪椅車不釋放，虛擬操縱桿不能啟動(dòng)，除再次出現(xiàn)11信號(hào)，則剎車釋放。
控制其它交通工具包括車輛、船只、飛行器的方法相同；而且，控制飛行器要加上四路肌電信號(hào)。其中二路控制方向舵，另外二路控制加減油門(mén)。
采用了該發(fā)明的利用人體肌電信號(hào)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及方法，由于通過(guò)貼覆于人體特定肌肉部位的皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元引出相應(yīng)的肌電信號(hào)，并通過(guò)信號(hào)放大、處理、識(shí)別、轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，然后輸入到需要進(jìn)行控制的電子設(shè)備或者交通工具中，電子設(shè)備或者交通工具按該信號(hào)所對(duì)應(yīng)的肌電信號(hào)的編碼和強(qiáng)度信息進(jìn)行相應(yīng)的操縱控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子設(shè)備和交通工具的靈活操縱控制，而且原理簡(jiǎn)單易行，結(jié)構(gòu)輕便，使用快捷方便，并可根據(jù)需要進(jìn)行功能擴(kuò)展；不僅如此，本發(fā)明的裝置及其方法的工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，可以廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)操作、游戲機(jī)操縱、各種設(shè)備操縱、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車以及其它各種交通工具包括飛行器的使用操縱上，給殘疾人使用者帶來(lái)了很大的便利，也為健康人帶來(lái)了廣闊的應(yīng)用前景。
在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其特征在于，所述的裝置包括貼覆于人體特定肌肉部位皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、與電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路相連接的數(shù)字信號(hào)處理單元，所述的肌電信號(hào)依次通過(guò)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、數(shù)字信號(hào)處理單元傳送至電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其特征在于，所述的肌電信號(hào)傳感單元為裝有電極的差分前置放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其特征在于，所述的電子設(shè)備為計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)或者其它電控機(jī)械設(shè)備或者電子設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置，其特征在于，所述的交通工具為電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車或者其它車輛、船只或者飛行器。
5.一種使用權(quán)利要求1所述的裝置進(jìn)行利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟(1)肌電信號(hào)傳感單元從相應(yīng)的肌肉部位引出肌電信號(hào)，并傳送至信號(hào)處理單元；(2)模擬信號(hào)處理單元進(jìn)行處理后成為隨該肌電信號(hào)強(qiáng)弱同步變化的電信號(hào)，并傳送至信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元；(3)信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元將該電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字信號(hào)處理單元進(jìn)行處理；(4)數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，判別出是何種控制信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為受控設(shè)備的輸入信號(hào)后傳送至電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路；(5)電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路按該數(shù)字信號(hào)操控電子設(shè)備/交通工具。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其特征在于，所述的模擬信號(hào)處理單元的處理操作包括以下步驟(1)模擬信號(hào)處理單元將該肌電信號(hào)進(jìn)行濾波放大；(2)模擬信號(hào)處理單元將信號(hào)進(jìn)行整流和積分，產(chǎn)生隨肌電信號(hào)強(qiáng)弱變化的電信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其特征在于，所述的操控電子設(shè)備中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作包括以下步驟(1)對(duì)肌電信號(hào)的種類進(jìn)行識(shí)別；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向上運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向下運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向下運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向左運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(5)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)向右運(yùn)動(dòng)，光標(biāo)的移動(dòng)距離決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(6)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制光標(biāo)所在處擊鍵的肌電信號(hào)模式，則控制光標(biāo)所在處進(jìn)行擊鍵動(dòng)作。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其特征在于，所述的操控交通工具中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作包括以下步驟(1)對(duì)肌電信號(hào)的種類進(jìn)行識(shí)別；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向前運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向前運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向后運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向后運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向左運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向左運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(5)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制虛擬操縱桿向右運(yùn)動(dòng)的肌電信號(hào)模式，則控制虛擬操縱桿向右運(yùn)動(dòng)，虛擬操縱桿的運(yùn)動(dòng)幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值或者信號(hào)的持續(xù)期；(6)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制剎車的肌電模式信號(hào)，則控制虛擬操縱桿回零位并剎車，剎車的力度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(7)如果該肌電信號(hào)為預(yù)設(shè)的控制剎停車不釋放的肌電模式信號(hào)，則控制虛擬操縱桿回零位并剎停車不釋放，虛擬操縱桿不能啟動(dòng)；當(dāng)再次出現(xiàn)相同的肌電模式信號(hào)時(shí)，則剎車釋放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的方法，其特征在于，所述的操控飛行器中的數(shù)字信號(hào)處理單元對(duì)數(shù)字信號(hào)的判別和轉(zhuǎn)換處理操作中還包括以下步驟(1)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器向左轉(zhuǎn)向的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器向左轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(2)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器向右轉(zhuǎn)向的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器向右轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(3)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器增大油門(mén)的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器增大油門(mén)，油門(mén)增大的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值；(4)如果該信號(hào)對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的控制飛行器減小油門(mén)的肌電信號(hào)模式，則控制飛行器減小油門(mén)，油門(mén)減小的幅度決定于輸入的模擬信號(hào)的最大值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用人體肌電信號(hào)來(lái)操縱電子設(shè)備/交通工具的裝置及方法，其中裝置包括依次相連的貼覆于人體特定肌肉部位皮膚上的肌電信號(hào)傳感單元、模擬信號(hào)處理單元、信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換單元、與電子設(shè)備/交通工具的輸入控制電路相連接的數(shù)字信號(hào)處理單元。該方法包括探測(cè)肌電信號(hào)、產(chǎn)生隨該肌電信號(hào)強(qiáng)弱同步變化的電信號(hào)、將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)、進(jìn)行電子設(shè)備/交通工具輸入信號(hào)控制操縱處理操作。采用該種裝置及方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電子設(shè)備和交通工具的靈活操縱控制，簡(jiǎn)單易行，結(jié)構(gòu)輕便，使用快捷，易于功能擴(kuò)展，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較廣泛，能應(yīng)用于操控計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、電動(dòng)輪椅、電動(dòng)汽車以及各種交通工具上，給殘疾人使用者帶來(lái)很大的便利。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1818831SQ20061002478
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月16日
發(fā)明者羅永昭, 姚峰 申請(qǐng)人:上海科生假肢有限公司