辅助双侧肢体协同康复的方法、装置及系统与流程

本发明涉及控制技术领域，特别是涉及辅助双侧肢体协同康复的方法、装置及系统。

背景技术：

肢体康复系统一般与pc连接使用，通过产生一定强度的脉冲电流来刺激患侧肢体的一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的肢体动作，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。但是，功能性电刺激系统产生的诱发动作很难进行过程控制，如速度和运动轨迹等。而且，现有肢体康复系统只能单纯的对用户进行被动式训练，在无用户意识参与的情况下机械的进行肢体的伸屈运动，不能够由用户主动意识驱动实现肢体康复训练，因此康复效果有待提高。

技术实现要素：

基于此，本发明提供了辅助双侧肢体协同康复的方法、装置及系统，能够结合用户主动意识，并利用多通道电刺激和机械辅助支架，对双侧肢体进行相协调的康复训练，有利于提升训练效果。

本发明提供：

一种辅助双侧肢体协同康复的方法，包括：

获取待康复肢体的肌电信号，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；

若是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；

生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动；

所述辅助双侧肢体协同康复的方法还包括：

获取康复系统手柄检测到的手柄操作信号根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，根据所述第二操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动；

在控制康复系统的肢体固定支架做出对应的机械运动之后，还包括：

向康复系统的神经肌肉电刺激单元发出启动指令，以控制所述神经肌肉电刺激单元输出设定强度的电信号刺激待康复肢体。

可选地，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作之前，还包括：

对所述肌电信号进行噪声抑制、信号放大和/或模数转换处理；

和/或，

生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动，包括：

生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向康复系统的控制器发送所述第一操控指令，通过所述控制器控制对应的电机按照设定的速度和角度进行运作，通过所述电机带动肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动；

和/或，

所述预存的动作信号包括伸展动作信号、收屈动作信号以及扭动动作信号中的至少一种。

一种辅助双侧肢体协同康复的装置，包括：

肌电信号判断模块，用于获取待康复肢体的肌电信号，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；

动作类型识别模块，用于若肌电信号判断模块的上述检测结果为是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；

第一康复控制模块，用于生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动；

第二康复控制模块，用于获取康复系统手柄检测到的手柄操作信号；根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，根据所述第二操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动；

以及，刺激控制模块，用于向康复系统的神经肌肉电刺激单元发出启动指令，以控制所述神经肌肉电刺激单元输出设定强度的电信号刺激待康复肢体。

一种辅助双侧肢体协同康复的系统，包括：控制器、神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架、pc机和手柄；

所述神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架分别与所述控制器连接，所述手柄连接pc机，所述pc机连接所述控制器；

所述肌电信号检测单元，用于采集待康复肢体的肌电信号，并将采集到的肌电信号发送给控制器；

所述控制器，用于对所述肌电信号进行噪声抑制、信号放大和/或模数转换处理，并将处理后的肌电信号发送给pc机；

所述pc机，用于接收待康复肢体的肌电信号，并根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作，若是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；以及生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向控制器发送所述第一操控指令；

所述控制器，还用于根据所述第一操控指令控制肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动；

所述手柄，用于检测用户的手柄操作信号，在检测到手柄操作信号时，将所述手柄操作信号发送给pc机；

所述pc机，还用于根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，向所述控制器发出所述第二操控信号；

所述控制器，还用于根据所述第二操控信号控制肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动；

所述控制器，还用于控制神经肌肉电刺激单元的开启/关闭，所述神经肌肉电刺激单元在启动状态下周期性输出设定强度的电信号以刺激待康复肢体。

可选地，所述肌电信号检测单元，包括依次连接的输入接口、集成差分运放单元、运算放大单元和输出接口，所述输入接口包括两个信号口，所述集成差分运放单元包括两个信号输入端和一个信号输出端，所述输入接口的两个信号口分别连接所述集成差分运放单元的两个信号输入端；

由所述输入接口输入的两个肌电信号，先经过所述集成差分运放单元进行差分放大，然后经过所述运算放大单元进行电压放大，最后通过所述输出接口输出。

可选地，所述运算放大单元包括四个信号输入端和两个信号输出端，其中，第一信号输入端、第二信号输入端以及第一信号输出端构成第一放大电路，第三信号输入端、第四信号输入端以及第二信号输出端构成第二放大电路；

所述第一放大电路和所述第二放大电路相互独立的对输入的肌电信号进行电压放大，并相互独立的输出电压放大后的肌电信号给对应的输出接口。

可选地，所述集成差分运放单元包括：第一差动运放芯片以及电阻r1；

第一差动运放芯片的第一输入引脚、第二输入引脚分别连接所述集成差分运放单元的两个信号输入端，第一差动运放芯片的电源正端连接供电电源端，第一差动运放芯片的电源负端连接gnd，第一差动运放芯片的第一rg引脚通过电阻r1连接第二rg引脚；第一差动运放芯片的参考电压端连接参考地；

所述运算放大单元包括运算放大器u4；运算放大器u4的电源正端连接供电电源端，运算放大器u4的电源负端连接gnd，运算放大器u4的第一输入引脚连接所述第一差动运放芯片的输出引脚，运算放大器u4的第二输入引脚连接所述第一差动运放芯片的参考电压端，运算放大器u4的第一输出引脚连接一输出接口；运算放大器u4的第三输入引脚、第四输入引脚、第二输出引脚均空置。

可选地，还包括usb电路，所述usb电路与所述控制器连接，

所述usb电路包括：一个usbhub模块和至少两个usb功能模块；所述usbhub模块连接分别与所述至少两个usb功能模块连接，所述usbhub模块还用于连接外部pc的usb接口；

其中，所述至少两个usb功能模块包括：usb转rs232模块、usb转rs485模块以及预留usb主机接口模块。

可选地，所述usbhub模块包括：usbhub芯片u20、接口p24、电容c76、c77、c78、c82、c83、c84、c85、c86、c80，电阻r73、r82、r77、r79、r80、r105，发光二极管d20，电感l40，以及晶振y2；

usbhub芯片u20的三个avdd脚分别通过电容c76、电容c77、电容c82连接gnd，usbhub芯片u20的dvdd脚通过电容c85连接gnd，usbhub芯片u20的v33脚通过电感l40连接3.3vgl端，usbhub芯片u20的dvdd脚还分别连接电容c86一端、3.3vgl端、电阻r77一端、电阻r79一端，电容c86另一端连接gnd，电阻r77另一端连接usbhub芯片u20的pgang脚，电阻r79另一端连接发光二极管d20正极，发光二极管d20负极连接usbhub芯片u20的pgang脚；usbhub芯片u20的v5脚连接第一usbv5端、电容c80一端、电阻r80一端，电容c80另一端连接gnd，电阻r80另一端分别连接电阻r105一端、usbhub芯片u20的pself脚，电阻r105另一端连接gnd；usbhub芯片u20的x1脚连接晶振y2一端、电容c78一端，usbhub芯片u20的x2脚连接晶振y2另一端、电容c83一端，电容c78另一端、电容c83另一端均连接gnd，usbhub芯片u20的rref脚通过电阻r73连接gnd，usbhub芯片u20的rst脚连接电容c84一端、电阻r82一端，电阻r82另一端连接第一usb5v端，电容c84另一端连接gnd；usbhub芯片u20的dm0脚、dp0脚分别连接接口p24的管脚2、管脚3，usbhub芯片u20的dm1脚、dp1脚分别连接usb转rs232模块的dm232信号端、dp232信号端；usbhub芯片u20的dm2脚、dp2脚分别连接usb转rs485模块的dm485信号端、dp485信号端；usbhub芯片u20的dm3脚、dp3脚、dm4脚、dp4脚均连接预留usb主机接口模块；

所述usbhub模块还包括：第一匹配电路，第二匹配电路，电感l36，电容c65、c66、二极管d22、d23；

接口p24的管脚2通过第一匹配电路连接usbhub芯片u20的dm0脚，接口p24的管脚3通过第二匹配电路连接usbhub芯片u20的dp0脚；接口p24的管脚1连接电感l36一端，电感l36另一端分别连接电容c65一端、电容c66一端、第一usb5v端，电容c65另一端、电容c66另一端均连接gnd；接口p24的管脚2还连接二极管d22负极，二极管d22正极连接二极管d23正极，二极管d23负极连接接口p24的管脚3，二极管d22正极还连接gnd，接口p24的管脚4连接gnd，接口p24的管脚5、管脚6均连接egnd。

可选地，还包括电源电路，所述控制器、神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架分别与所述电源电路连接；

所述电源电路包括：输入模块、第一管理模块和第二管理模块；所述输入模块的输入端连接电源，所述输入模块的输出端分别连接第一管理模块的输入端、第二管理模块的输入端；

第一管理模块包括第一滤波电路和第一电压转换电路；第一滤波电路的输入端连接第一管理模块的输入端，第一滤波电路的输出端连接第一电压转换电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端还连接驱动电机的供电端，第一电压转换电路的输出端连接第一类系统负荷；

第二管理模块包括第二滤波电路、第二电压转换电路和第三电压转换电路；第二滤波电路的输入端连接第二管理模块的输入端，第二滤波电路的输出端分别连接神经肌肉电刺激单元的供电端vcc、第二电压转换电路的输入端，第二电压转换电路的输出端连接第三电压转换电路的输入端；所述第二电压转换电路的输出端还连接第二类系统负荷，第三电压转换电路的输出端连接第三类系统负荷；其中，所述第二电压转换电路的输出电压和第三电压转换电路的输出电压不同。

可选地，所述神经肌肉电刺激单元包括依次连接的单片机、电信号调节模块和输出接口，所述电信号调节模块包括电流调节电路和电压调节电路；

所述单片机输出pwm信号和控制信号，所述电流调节电路接收所述pwm信号和控制信号，对所述pwm信号进行电流放大，将电流放大后的pwm信号输送至电压调节电路进行电压放大，最后通过所述输出接口输出；

其中，所述电流调节电路包括驱动芯片，所述电压调节电路包括第一可调变压器和第二可调变压器；

所述驱动芯片的第一输入脚in1、第二输入脚in2分别连接单片机的第一pwm信号输出脚ra0、第二pwm信号输出脚ra1；所述驱动芯片的第三输入脚in3、第四输入脚in4分别连接单片机的第三pwm信号输出脚ra2、第四pwm信号输出脚ra3；

由所述驱动芯片的第一输入脚in1、第二输入脚in2输入的pwm信号，通过驱动芯片的第一输出脚out1和第二输出脚out2输出至第一可调变压器；由所述驱动芯片的第三输入脚in3、第四输入脚in4输入的pwm信号，通过驱动芯片的第三输出脚out3和第四输出脚out4输出至第二可调变压器；第一可调变压器、第二可调变压器分别与一个输出接口连接；

所述驱动芯片的公共端gnd均连接单片机的控制信号输出脚re0；所述单片机输出的控制信号用于对所述驱动芯片的通电时间占空比进行控制，通过通电时间占空比的调节改变所述驱动芯片输出的pwm信号的电流大小。

可选地，所述电流调节电路还包括第一隔离电路和第二隔离电路；所述驱动芯片的第一电源输入脚、第一电源输入脚分别通过第一隔离电路、第二隔离电路连接pcb板的vcc端；

所述电流调节电路还包括第一电容c33和第二电容c24；所述驱动芯片的第一电源输入脚、第一电源输入脚分别通过第一电容c33、第二电容c24连接pcb板的gnd端；

所述电流调节电路还包括第一电阻r5、第二电阻r15、第三电阻r6和第四电阻r16；

所述驱动芯片的第一输入脚in1通过第一电阻r5连接单片机的第一pwm信号输出脚ra0；所述驱动芯片的第二输入脚in2通过第二电阻r15连接单片机的第二pwm信号输出脚ra1；所述驱动芯片的第三输入脚in3通过第三电阻r16连接单片机的第三pwm信号输出脚ra2；所述驱动芯片的第四输入脚in4通过第四电阻r16连接单片机的第四pwm信号输出脚ra3；

所述电流调节电路还包括第五电阻r12；所述驱动芯片的公共端gnd通过第五电阻r12连接单片机的控制信号输出脚re0；

所述电流调节电路还包括第六电阻r8；所述驱动芯片的公共端gnd还通过第六电阻r8连接pcb板的gnd端；

所述电流调节电路包括至少两个电信号调节模块；且每个电信号调节模块分别对应两个输出接口，每个电信号调节模块对应的两个输出接口输出的pwm信号反相。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一所述方法的步骤。

上述技术方案，获取待康复肢体的肌电信号，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；若是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。能够结合用户的主动意识，还能够通过手柄接收用户的操作信号，并根据用户主动意识控制肢体固定支架执行对应的机械运动，进而按照用户的意识驱动用户肢体进行康复训练，有利于提高肢体康复效果。

附图说明

图1为一实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法的流程示意图；

图2为另一实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法的流程示意图；

图3为一实施例的辅助双侧肢体协同康复的装置的示意性结构图；

图4为一实施例的辅助双侧肢体协同康复的系统的示意性结构图；

图5为一实施例的肌电信号检测单元的示意性结构图；

图6为一可选实施例的肌电信号检测单元的示意性结构图；

图7为另一可选实施例的肌电信号检测单元的示意性结构图；

图8为又一可选实施例的肌电信号检测单元的示意性结构图；

图9为又一可选实施例的肌电信号检测单元的示意性结构图；

图10为一实施例的usb电路的示意性结构图；

图11为一实施例的usbhub模块的示意性结构图；

图12为一实施例的usb转rs232模块的示意性结构图；

图13为一实施例的usb转rs485模块的示意性结构图；

图14为一实施例的预留usb主机接口模块的示意性结构图

图15为一实施例的电源电路的示意性结构图；

图16为一实施例的电源电路中输入模块及第二管理模块的示意性结构图；

图17为另一实施例的电源电路中输入模块及第二管理模块的示意性结构图；

图18为一实施例的电源电路中第一管理模块的示意性结构图；

图19为一实施例的神经肌肉电刺激单元的示意性结构图；

图20为一实施例的神经肌肉电刺激单元中电信号调节模块的示意性结构图；

图21为另一实施例的神经肌肉电刺激单元中电信号调节模块的示意性结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法的流程示意图；如图1所示，所述实施例中辅助双侧肢体协同康复的方法包括：

s11，获取待康复肢体的肌电信号，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；

可以理解的，用户主动进行肢体动作是相对而言的，指的是用户有意识的进行肢体动作，相反，若用户无意识驱动下，仅通过器械带动肢体运动，则为被动的运动。

可选地，所述肌电采集单元可通过贴附在用户肢体表明的电极片采集待康复肢体的肌电信号，用户有意识的进行肢体运动时，肢体肌肉会发收紧，肌肉中的电信号会因此发生一定的变化；本发明实施例中检测的肌电信号可以是电压信号，也可以指电流信号。

s12，若是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；

可选地，所述预存的动作信号包括伸展动作信号、收屈动作信号以及扭动动作信号中的至少一种。通过该步骤，可确定用户当前希望进行的肢体运动是伸展动作还是收屈动作，或者是扭动动作，进而可控制肢体固定支架做出对应的动作。

s13，生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

可以理解的，上述步骤s11～s13的执行主体可均为pc机，或者为康复系统的控制器。

在一实施例中，当上述步骤s11～s13的执行主体可均为pc机时，所述步骤s13的具体实现方式可为：pc机生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向康复系统的控制器发送所述第一操控指令，通过所述控制器控制对应的电机按照设定的速度和角度进行运作，进而通过所述电机带动肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

在一实施例中，当上述步骤s11～s13的执行主体可均为康复系统的控制器时，所述步骤s13的具体实现方式可为：控制器生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向对应的电机发送所述第一操控指令，控制所述电机按照设定的速度和角度进行运作，进而通过所述电机带动肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

通过上述实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法，能够结合用户的主动意识，并根据用户主动意识控制肢体固定支架执行对应的机械运动，进而按照用户的意识驱动用户肢体进行康复训练。该康复过程包含机器与用户进行交互认知过程，能够达更好的康复效果。

进一步地，如图2所示，在另一实施例中，待康复肢体为用户的一侧肢体，另一侧肢体可协同参与手柄操作；所述辅助双侧肢体协同康复的方法流程包括步骤：

s201，获取待康复肢体的肌电信号；

s202，对所述肌电信号进行噪声抑制、信号放大和/或模数转换处理；

s203，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；若是，执行下一步，若否，结束。

s204，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；

s205，生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

s206，获取康复系统手柄检测到的手柄操作信号，根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，根据所述第二操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动。

s207，向康复系统的神经肌肉电刺激单元发出启动指令，以控制所述神经肌肉电刺激单元输出设定强度的电信号刺激待康复肢体。

所述神经肌肉电刺激单元在启动状态下周期性输出设定强度的电信号以刺激待康复肢体。

通过上述实施例，手柄操作信号来自于待康复肢体的对侧肢体的操控，如前后左右和按键的控制；第二操作指令既可取代第一操控指令对康复支架及电刺激对训练侧的控制，同时也可与第一操控制互补协同完成pc训练任务，如将第一操作指令转化为鼠标按键指令，而第二操控指令为对鼠标光标位置的控制，而协同完成一pc游戏任务。通过双侧肢体的协作，相对于传统的单侧肢体训练更为有效。

需要说明的是，上述步骤s201～s205，与步骤s206的执行顺序不限于其步骤序号的顺序，可并发执行，或者先执行步骤s206，再执行步骤s201～s205；此外，步骤s205、步骤s206之后均可直接执行步骤s207，即在结合用户意识驱动套袖支架运动或者根据手柄操作驱动套袖支架运动时，还可配合输出设定强度的电信号以刺激待康复肢体，进一步提高康复效果。

可以理解的，上述肢体既可以指上肢，即手臂，也可以为下肢，即腿部。

上述实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法，在结合用户的主动意识驱动套袖支架运动时，还能够结合肌电检测技术，电机驱动技术和神经肌肉电刺激原理，能根据用户主动意识，执行相应指令，驱动用户手臂进行康复训练，能到达非常优秀的康复效果。

基于与上述实施例中的辅助双侧肢体协同康复的方法相同的思想，本发明还提供辅助双侧肢体协同康复的装置，该装置可用于执行上述辅助双侧肢体协同康复的方法。为了便于说明，辅助双侧肢体协同康复的方法置实施例的结构示意图中，仅仅示出了与本发明实施例相关的部分，本领域技术人员可以理解，图示结构并不构成对装置的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

图3为本发明一实施例的辅助双侧肢体协同康复的装置的示意性结构图；如图3所示，所述实施例的辅助双侧肢体协同康复的装置包括：

肌电信号判断模块301，用于获取待康复肢体的肌电信号，根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作；

动作类型识别模块302，用于若肌电信号判断模块的上述检测结果为是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；

康复控制模块303，用于生成与所述动作类型对应的第一操控指令，根据所述第一操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

在一实施例中，所述肌电信号判断模块301，还用于在根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作之前，对所述肌电信号进行噪声抑制、信号放大和/或模数转换处理。

在一实施例中，所述康复控制模块303，用于生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向康复系统的控制器发送所述第一操控指令，通过所述控制器控制对应的电机按照设定的速度和角度进行运作，通过所述电机带动肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

在一实施例中，所述预存的动作信号包括伸展动作信号、收屈动作信号以及扭动动作信号中的至少一种。

在一实施例中，所述辅助双侧肢体协同康复的装置还包括：

电刺激模块，用于向康复系统的神经肌肉电刺激单元发出启动指令，以控制所述神经肌肉电刺激单元输出设定强度的电信号刺激待康复肢体。

在一实施例中，所述辅助双侧肢体协同康复的装置还包括：

手柄信号检测模块，用于获取康复系统手柄检测到的手柄操作信号；

所述康复控制模块303，还用于根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，根据所述第二操控信号控制康复系统的肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动。

需要说明的是，上述示例的辅助双侧肢体协同康复的装置的实施方式中，各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明前述方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明前述方法实施例相同，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

图4为本发明一实施例的辅助双侧肢体协同康复的系统的示意性结构图；如图4所示，所述实施例的辅助双侧肢体协同康复的系统包括：控制器、神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架、pc机和手柄；所述神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架分别与所述控制器连接，所述手柄连接pc机，所述pc机连接所述控制器。

其中，所述肌电信号检测单元，用于采集待康复肢体的肌电信号，并将采集到的肌电信号发送给控制器；所述控制器，用于对所述肌电信号进行噪声抑制、信号放大和/或模数转换处理，并将处理后的肌电信号发送给pc机；所述pc机，用于获取待康复肢体的肌电信号，并根据所述肌电信号判断用户是否主动进行肢体动作，若是，将所述肌电信号与预存的动作信号进行对比，根据比对结果确定用户当前肢体动作的动作类型；以及生成与所述动作类型对应的第一操控指令，向控制器发送所述第一操控指令；所述控制器，还用于根据所述第一操控指令控制肢体固定支架做出与所述动作类型对应的机械运动。

其中，所述手柄，用于检测用户的手柄操作信号，在检测到手柄操作信号时，将所述手柄操作信号发送给pc机；所述pc机，还用于根据所述手柄操作信号生成对应的第二操控指令，向所述控制器发出所述第二操控信号；所述控制器，还用于根据所述第二操控信号控制肢体固定支架做出与所述手柄操作信号对应的机械运动。

此外，所述控制器，还用于控制神经肌肉电刺激单元的开启/关闭，所述神经肌肉电刺激单元在启动状态下周期性输出设定强度的电信号以刺激待康复肢体。

当用户有意识地驱动肢体肌肉的时候，可通过肌电信号检测单元收集到肢体肌肉的肌电信号，控制器将采集到肌电信号进行初步处理，如：噪声抑制，信号放大，模数转换等。然后将肌电信号以数字信号的形式上传至pc机进行肌电信号类型的比对处理，首先识别该肌电信号是否是由用户意识产生，然后分析信号类型是伸展动作还是收屈动作，根据信号处理结果，发送相应的控制信号到控制器，由控制器驱动电机按照设定的速度和角度辅助用户的肢体运动。同时，还通过神经肌肉电刺激单元输出设定强度的电刺激刺激用户的肌肉组织，引起用户肌肉收缩，恢复用户肌肉的力量感。整个过程完成对用户整个待康复肢体的主动训练过程，达到用户肢体功能再恢复的过程。

同时，该系统还含有手柄操作功能，结合用户的主动训练功能，能够进行左右手协同训练，提高左右手运动的协调性。在主动训练的模式下，可通过pc机的鼠标将系统模式切换到手柄操作模式，打开pc机端预设的训练游戏，用户用另一个功能相对健全的手对手柄进行操作，完成所述训练游戏设定的目标。在手柄操作过程中，手柄操作信息将传送给pc机，pc机根据手柄操作信号发送相应的控制信号到控制器，再由控制器将信号分解，分别控制电机以设定的摆动角度和摆动速度辅助用户手臂运动，同时控制神经肌肉电刺激单元以设定强度的电刺激刺激用户的手臂肌肉。整个过程完成用户的左右手的协同训练，提高用户左右手操作的协调性。

在一实施例中，结合图4和图5所示，所述神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架分别与所述控制器连接，所述手柄连接pc机，所述pc机连接所述控制器；所述控制器通过驱动电机驱动肢体固定支架运动。

其中，所述肌电信号检测单元，包括依次连接的输入接口、集成差分运放单元、运算放大单元和输出接口。所述输入接口包括两个信号口，所述集成差分运放单元包括两个信号输入端和一个信号输出端，所述输入接口的两个信号口分别连接所述集成差分运放单元的两个信号输入端；由所述输入接口输入的两个肌电信号，先经过所述集成差分运放单元进行差分放大，然后经过所述运算放大单元进行电压放大，最后通过所述输出接口输出。如果输入接口输入的肌电信号受到干扰信号，则输入接口输入的两个肌电信号均包含相同的干扰，通过集成差分运放单元对两个肌电信号进行差分放大，使得干扰信号的有效输入变为零，并且由于集成差分运放单元的稳定性好，因此能够达到了完全抗共模干扰的目的。通过该肌电信号检测单元，通过设置包括依次连接的输入接口、集成差分运放单元、运算放大单元和输出接口，所述输入接口包括两个信号口，所述集成差分运放单元包括两个信号输入端和一个信号输出端，所述输入接口的两个信号口分别连接所述集成差分运放单元的两个信号输入端。由所述输入接口输入的两个肌电信号，先经过所述集成差分运放单元进行差分放大，然后经过所述运算放大单元进行电压放大，最后通过所述输出接口输出与外部处理器电路的额定电压对应的肌电信号。本发明的肌电信号检测单元，较之于传统的肌电信号检测单元，能够完全抗共模干扰，并且电路复杂度低，稳定性好。

当用户有意识的驱动肢体肌肉的时候，该系统的控制器通过肌电信号检测单元收集到肢体肌肉的肌电信号(即肌电电压信号)，控制器将采集到肌电信号进行初步处理，例如：噪声抑制、信号放大、模数转换等。然后将肌电信号以数字信号的形式上传至pc机，pc机识别肌电信号是否是由用户意识产生，并识别用户意识为伸展动作还是收屈动作，发送相应的控制信号到控制器，再由控制器驱动电机按照设定的速度和角度带动肢体固定支架运作，进而实现了根据用户意识辅助肢体运动；同时通过神经肌肉电刺激单元将设定好强度的电刺激刺激用户的肌肉组织，引起用户肌肉收缩，恢复用户肌肉的力量感。整个过程完成该系统对用户整个手臂的主动训练过程，已达到用户肢体功能再恢复的过程。

同时，由于该系统含有手柄操作功能，结合用户主动训练的功能，能够进行左右手协同训练，提高左右手运动的协调性。在主动训练模式下，通过pc机将操作模式切换到手柄操作模式，打开相应的训练游戏，用户可用另一个功能相对健全手对手柄进行操作，完成游戏设定的目标，实现对另一个待康复的上肢的康复训练。在手柄操作过程中，手柄将操作信息传送给pc机，pc机根据手柄操作信号发送相应的控制信号到控制器，再由控制器将信号分解，分别控制电机以设定的摆动角度和摆动速度带动肢体固定支架运作，辅助用户手臂运动，同时通过神经肌肉电刺激单元以设定强度的电刺激刺激用户的手臂肌肉。整个过程完成用户的左右手的协同训练，提高用户左右手操作的协调性。

综上所述，该辅助双侧肢体协同康复的系统能够结合用户意识，结合肌电信号检测单元的检测技术，电机驱动技术和神经肌肉电刺激原理，由此能根据用户主动意识执行相应辅助训练，驱动用户肢体进行康复训练。该治疗过程和人与外界进行交互认知过程相似，因此能到达传统辅助双侧肢体协同康复的系统无法比拟的康复效果。

在一实施例中，所述运算放大单元包括四个信号输入端和两个信号输出端，其中，第一信号输入端、第二信号输入端以及第一信号输出端构成第一放大电路，第三信号输入端、第四信号输入端以及第二信号输出端构成第二放大电路。所述第一放大电路和所述第二放大电路相互独立的对输入的肌电信号进行电压放大，并相互独立的输出电压放大后的肌电信号给对应的输出接口。即所述运算放大单元可选择为被两个集成差分运放单元共用，由此可进一步简化电路复杂度。

在一实施例中，参考图6所示，所述集成差分运放单元包括：第一差动运放芯片u1以及电阻r1。

第一差动运放芯片u1的第一输入引脚(即vin+引脚)、第二输入引脚(即vin-引脚)分别连接其所在的集成差分运放单元的两个信号输入端，第一差动运放芯片u1的电源正端(即v+引脚)连接供电电源端，第一差动运放芯片u1的电源负端(即v-引脚)连接gnd，第一差动运放芯片u1的第一rg引脚通过电阻r1连接第二rg引脚；第一差动运放芯片u1的参考电压端(即ref引脚)连接参考地；

参考图6所示，所述运算放大单元包括运算放大器u4。运算放大器u4的电源正端(即v+引脚)连接供电电源端，运算放大器u4的电源负端连接gnd，运算放大器u4的第一输入引脚(即ain-引脚)连接所述第一差动运放芯片u1的输出引脚(即vout引脚)，运算放大器u4的第二输入引脚(即ain+引脚)连接所述第一差动运放芯片u1的参考电压端(即ref引脚)，运算放大器u4的第一输出引脚(即aout引脚)连接一输出接口rb0。运算放大器u4的第三输入引脚(即bin-引脚)、第四输入引脚(即bin+引脚)、第二输出引脚(即bout引脚)均空置。

参考图9所示，在另一实施例中，所述运算放大器u4的第三输入引脚连接第二差动运放芯片u2的输出引脚(即vout引脚)，运算放大器u4的第四输入引脚连接第二差动运放芯片u2的参考电压端，运算放大器u4的第二输出引脚连接另一输出接口rb2。即第一差动运放芯片u1和第二差动运放芯片u2共用所述运算放大器u4，由此可进一步简化电路复杂度。

进一步地，参考图7所示，在一实施例中，所述集成差分运放单元还包括：电容c2、电容c6、电容c11、磁珠l3，所述第一差动运放芯片u1的电源正端还通过电容c6连接gnd，第一差动运放芯片u1的电源正端通过磁珠l3连接供电电源端；所述第一差动运放芯片u1的电源正端还依次通过磁珠l3、电容c2连接参考地；第一差动运放芯片u1的参考电压端还通过电容c11连接gnd。

继续参考图7所示，在一实施例中，所述运算放大单元还包括电容c5和磁珠l1，运算放大器u4的电源正端通过磁珠l1连接供电电源端，运算放大器u4的电源正端还通过电容c5连接gnd。

在一实施例中，所述肌电信号检测单元还包括滤波电路。所述集成差分运放单元输出的肌电信号经过滤波电路处理之后进入所述运算放大单元进行电压放大。将肌电信号的共模噪音去掉，得到比较纯净有用的差模肌电信号，然后再进入运算放大单元。

继续参考图7所示，在一实施例中，所述滤波电路包括电容c9、电阻r14、电容c4和电阻r4。所述第一差动运放芯片u1的输出引脚连接电容c9的一端，电容c9的另一端连接电阻r14一端、电容c4一端、电阻r4一端以及运算放大器u4的ain-引脚；电阻r14另一端连接第一差动运放芯片u1的ref引脚，电容c4另一端、电阻r4另一端均连接运算放大器u4的aout引脚。所述第一差动运放芯片u1、电容c9、电阻r14构成一高通滤波电路；所述运算放大器u4、电容c4和电阻r4构成一低通滤波电路。

可选地，参考图8、图9所示，所述滤波电路还包括电阻r11；电容c9的另一端通过电阻r11连接电容c4一端、电阻r4一端以及运算放大器u4的ain-引脚。

可选地，在上述任一实施例中，供电电源端可为5v，参考地端可为2.5v。可以理解的，根据实际情况还可对所述供电电源和参考地的电压值进行调节。

在一实施例中，所述辅助双侧肢体协同康复的系统还包括usb电路，所述usb电路与所述控制器连接。参考图10所示，所述usb电路包括：包括一个usbhub模块、至少两个usb功能模块；所述usbhub模块连接分别与所述至少两个usb功能模块连接，所述usbhub模块还用于连接外部pc的usb接口；所述至少两个usb功能模块包括：usb转rs232模块、usb转rs485模块以及预留usb主机接口模块。

所述至少两个usb功能模块分别与usbhub模块连接后，经过usbhub芯片进行通信线路的集合，再将相关数据通过usbhub模块的usb接口上传至pc进行处理；或者，pc将相关的控制信号通过usbhub模块输入，usbhub模块再将所述控制信号发送给对应的usb功能模块。

上述实施例的usb电路，通过usbhub模块进行至少两个usb功能模块的通信线路的集合，减少usb连接线材，同时减少对外部pc的usb接口占用数量，此外，由于采用直接pcb布线的工艺直接连接usbhub模块和至少两个usb功能模块，避免接口间因为接触不良导致功能电路通信失败。

在一可选实施例中，参考图11所示，所述usbhub模块包括：usbhub芯片u20、接口p24、电容c76、c77、c78、c82、c83、c84、c85、c86、c80，电阻r73、r82、r77、r79、r80、r105，发光二极管d20，电感l40，以及晶振y2；其中，接口p24为usbhub芯片u20与外部pc的usb接口相连接的接口。

usbhub芯片u20的三个avdd脚分别通过电容c76、电容c77、电容c82连接gnd，usbhub芯片u20的dvdd脚通过电容c85连接gnd，usbhub芯片u20的v33脚通过电感l40连接3.3vgl端，usbhub芯片u20的dvdd脚还分别连接电容c86一端、3.3vgl端、电阻r77一端、电阻r79一端，电容c86另一端连接gnd，电阻r77另一端连接usbhub芯片u20的pgang脚，电阻r79另一端连接发光二极管d20正极，发光二极管d20负极连接usbhub芯片u20的pgang脚；usbhub芯片u20的v5脚连接第一usbv5端、电容c80一端、电阻r80一端，电容c80另一端连接gnd，电阻r80另一端分别连接电阻r105一端、usbhub芯片u20的pself脚，电阻r105另一端连接gnd；usbhub芯片u20的x1脚连接晶振y2一端、电容c78一端，usbhub芯片u20的x2脚连接晶振y2另一端、电容c83一端，电容c78另一端、电容c83另一端均连接gnd，usbhub芯片u20的rref脚通过电阻r73连接gnd，usbhub芯片u20的rst脚连接电容c84一端、电阻r82一端，电阻r82另一端连接第一usb5v端，电容c84另一端连接gnd；usbhub芯片u20的dm0脚、dp0脚分别连接接口p24的管脚2、管脚3，usbhub芯片u20的dm1脚、dp1脚分别连接usb转rs232模块的dm232信号端、dp232信号端；usbhub芯片u20的dm2脚、dp2脚分别连接usb转rs485模块的dm485信号端、dp485信号端；usbhub芯片u20的dm3脚、dp3脚、dm4脚、dp4脚均连接预留usb主机接口模块。

可选地，所述usbhub模块还包括：电阻r87、r86。其中，上述第一usb5v端还依次通过电阻r87、电阻r86连接gnd。

在另一实施例中，继续参考图11所示，所述usbhub模块还包括：第一匹配电路，第二匹配电路，电阻r65、r67，电感l36，电容c65、c66、二极管d22、d23；

接口p24的管脚1连接电感l36一端，电感l36另一端分别连接电容c65一端、电容c66一端、第一usb5v端，电容c65另一端、电容c66另一端均连接gnd；接口p24的管脚2通过第一匹配电路连接usbhub芯片u20的dm0脚，接口p24的管脚3通过第二匹配电路连接usbhub芯片u20的dp0脚；接口p24的管脚2还连接二极管d22负极，二极管d22正极连接二极管d23正极，二极管d23负极连接接口p24的管脚3，二极管d22正极还连接gnd，接口p24的管脚4连接gnd，接口p24的管脚5、管脚6均连接egnd。其中，gnd是电路板的地线，egnd是大地。

可选地，上述第一匹配电路包括电阻r65，上述第二匹配电路包括电阻r67。即接口p24的管脚2通过电阻r65连接usbhub芯片u20的dm0脚，接口p24的管脚3通过电阻r67连接usbhub芯片u20的dp0脚。

在一实施例中，参考图12所示，所述usb转rs232模块包括：usb转rs232芯片u24，电容c101、c102、c105、c106、c107、c108，电阻r94，电感l48，晶振y3。

usb转rs232芯片u24的txd脚、rxd脚分别连接tx1信号端、rx1信号端，usb转rs232芯片u24的osc1脚、osc2脚分别连接晶振y3一端、晶振y3另一端，晶振y3一端、晶振y3另一端分别通过电容c102、电容c101连接gnd；usb转rs232芯片u24的pll_test脚连接gnd；usb转rs232芯片u24的vdd_5脚连接电容c105一端、电感l48一端，电容c105另一端连接gnd，电感l48另一端连接第二usb5v端；usb转rs232芯片u24的reset_n脚通过电阻r94连接3.3vpl端；usb转rs232芯片u24的vo_33脚连接3.3vpl端；该3.3vpl端还分别通过电容c106、电容c107、电容c108连接gnd端；usb转rs232芯片u24的dm脚、dp脚分别连接所述usb转rs232模块的dm232信号端、dp232信号端。

可选地，所述usb转rs232模块还包括电感l43。上述第二usb5v端通过电感l43连接5v电源端。

进一步地，在一实施例中，所述usbhub模块还可包括：第三匹配电路和第四匹配电路。usbhub芯片u20的dm1脚、dp1脚分别通过第三匹配电路、第四匹配电路连接usb转rs232模块的dm232信号端、dp232信号端。

可选地，上述第三匹配电路包括电阻r66，上述第四匹配电路包括电阻r68。即usbhub芯片u20的dm1脚、dp1脚分别通过电阻r66、电阻r68连接usb转rs232模块的dm232信号端、dp232信号端。

在一实施例中，参考图13所示，所述usb转rs485模块包括：usb转rs485芯片u19，电容c62、c63、c70、c71、c72、c73，发光二极管d18、d19，晶振y1，电感l38.

usb转rs485芯片u19的vdd_325脚连接3.3vft端，usb转rs485芯片u19的txd脚、rxd脚分别连接usbtx端、usbrx1端；usb转rs485芯片u19的osc1脚、osc2脚分别连接晶振y1一端、晶振y1另一端，晶振y1一端、晶振y1另一端分别通过电容c63、电容c62连接gnd；usb转rs485芯片u19的pll_test脚连接gnd，usb转rs485芯片u19的gnd脚通过电容c70连接电感l38一端，usb转rs485芯片u19的vdd_5脚连接电感l38一端，电感l38另一端连接第三usb5v端；usb转rs485芯片u19的reset_n脚通过电阻r69连接3.3vft端；usb转rs485芯片u19的vo_33脚连接3.3vft端；所述3.3vft端还分别通过电容c71、电容c72、电容c73连接gnd端；usb转rs485芯片u19的dm脚、dp脚分别连接所述usb转rs485模块的dm485信号端、dp485信号端；usb转rs485芯片u19的cbus0脚、cbus1脚分别连接tx1led端、rx1led端。其中，第三usb5v端还通过发光二极管d18连接tx1led端，第三usb5v端还通过发光二极管d19连接rx1led端。

可选地，所述usb转rs485模块还包括：电阻r61和电阻r62。第三usb5v端还依次通过电阻r61、发光二极管d18连接tx1led端，第三usb5v端还通过电阻r62、发光二极管d19连接rx1led端。

进一步地，在一实施例中，所述usbhub模块还包括：第五匹配电路和第六匹配电路；usbhub芯片u20的dm2脚、dp2脚分别通过第五匹配电路、第六匹配电路连接usb转rs485模块的dm485信号端、dp485信号端。

可选地，上述第五匹配电路包括电阻r63，上述第六匹配电路包括电阻r64。即usbhub芯片u20的dm2脚、dp2脚分别通过电阻r63、电阻r64连接usb转rs485模块的dm485信号端、dp485信号端。

在一实施例中，参考图14所示，所述预留usb主机接口模块包括：缓存器u21，接口p29，电阻r75、r76、r78；

缓存器u21的y1脚连接nc7w端，缓存器u21的y2脚通过电阻r78连接接口p29的管脚2，缓存器u21的a1脚通过电阻r76连接接口p29的管脚3，缓存器u21的a1脚还通过电阻r75连接接口p29的管脚4，缓存器u21的a2脚连接usbtx1端，缓存器u21的vcc脚连接3.3vft端；第四usb5v端还通过电容c79连接gnd，接口p29的管脚1连接gnd。

可选地，所述预留usb主机接口模块还包括电容c79，第四usb5v端还通过电容c79连接gnd。

可选地，所述预留usb主机接口模块还包括电容c81，与缓存器u21的vcc脚连接的3.3vft端还通过电容c81连接gnd。

基于上述实施例以及图11～图14示例的usb电路结构，至少两个usb功能模块通过usbhub模块对外部pc使用usb功能的电路进行通信线路的集合。其中，usb转rs232模块和usb转rs485模块直接与hushub模块相连接，预留usb主机接口作为其他usb接口的功能电路预留接口，外部电路需连接辅助双侧肢体协同康复的系统的usb接口时，直接连接至所述预留usb主机接口模块即可，多个usb功能模块与usbhub模块进行连接后，经过usbhub模块进行通信线路的集合，再将相关数据通过usbhub模块的usb接口上传至pc机进行处理。或者pc机将相关的控制信号通过usbhub模块的usb接口输入，通过usbhub模块再将相关的控制信号分别发送给对应的usb功能模块。接口p24为usbhub芯片u20与pc的usb接口相连接的接口，接口p24管脚2和3分别与usbhub芯片u20的dm0和dp0脚相连接，usb转rs232芯片u24的dm和dp脚分别于通过匹配电阻r66和r68连接到usbhub芯片u20的dm1和dp1脚，usb转rs485芯片u19的dm和dp脚分别于通过匹配电阻r63和r64连接到usbhub芯片u20的dm2和dp2脚，usbhub芯片的dm3和dp3，dm4和dp4可作为预留usb主机接口的连接脚。至此构成的辅助双侧肢体协同康复的系统的usb电路通信线路的搭建连接，达到多个usb功能模块间的通信目的。

通过上述实施例的usb电路，具有以下优点：

经过usbhub模块进行多个usb功能模块的通信线路的集合，减少对外部pc的usb接口的占用数量；

经过usbhub模块进行多个usb功能模块的通信线路的集合，电路采用直接pcb布线的工艺直接连接usbhub模块的接口，避免接口间因为接触不良导致功能电路通信失败；

以及，经过usbhub模块进行多个usb功能模块的通信线路的集合，减少usb连接线材，降低产品的生产成本。

在一实施例中，所述辅助双侧肢体协同康复的系统还包括电源电路，所述控制器、神经肌肉电刺激单元、肌电信号检测单元、肢体固定支架分别与所述电源电路连接。

如图15所示，所述电源电路包括：输入模块、第一管理模块和第二管理模块；所述输入模块的输入端连接电源，所述输入模块的输出端分别连接第一管理模块的输入端、第二管理模块的输入端。

其中，第一管理模块包括第一滤波电路和第一电压转换电路；第一滤波电路的输入端连接第一管理模块的输入端，第一滤波电路的输出端连接第一电压转换电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端还连接驱动电机的供电端，第一电压转换电路的输出端连接第一类系统负荷。

其中，第二管理模块包括第二滤波电路、第二电压转换电路和第三电压转换电路；第二滤波电路的输入端连接第二管理模块的输入端，第二滤波电路的输出端分别连接神经肌肉电刺激单元的供电端、第二电压转换电路的输入端，第二电压转换电路的输出端连接第三电压转换电路的输入端；所述第二电压转换电路的输出端还连接第二类系统负荷，第三电压转换电路的输出端连接第三类系统负荷。其中，所述第二电压转换电路的输出电压和第三电压转换电路的输出电压不同。第一类系统负荷、第二类系统负荷、第三类系统负荷指的是辅助双侧肢体协同康复的系统中不同的电子器件，它们适应的电源电压可能不同，也可能相同，由所述第一电压转换电路、第二电压转换电路、第三电压转换电路的输出电压决定。

可选地，在辅助双侧肢体协同康复的系统中，所述第一电压转换电路为dc12v-dc5v的转换电路，所述第二电压转换电路为dc12v-dc5v的转换电路，所述第三电压转换电路为dc5v-dc2.5v的转换电路。对应地，第一电压转换电路的输出端连接的第一类系统负荷为dc5v的电器元件，第二电压转换电路的输出端连接的第二类系统负荷也为dc5v的电器元件，第三电压转换电路的输出端连接的第三类系统负荷为dc2.5v的电器元件。可以理解的，所述第一电压转换电路、第二电压转换电路、第三电压转换电路还可为根据实际场景选用其他转换电路，例如dc12v-dc7.5v的转换电路、dc7.5v-dc2.5v的转换电路等。

上述实施例电源电路，通过设置上述两个管理模块以及管理模块中各组成电路的配合关系，既能够提供不同的电压值给不同电器元件，还能避免不同电源管理模块之间的互相串扰，使不同电器元件都能使用到较高品质的电压；同时由于只需一个电源，因此能够较大程度的缩小了电源电路的体积，以及降低电源电路的成本。

在一实施例中，参考图16所示，所述输入模块包括:接口p4，tvs管d2和压敏电阻r16；接口p4的输入端连接电源，接口p4的管脚2连接所述输入模块的输出端、tvs管d2一端和压敏电阻r16一端，接口p4的管脚1分别连接tvs管d2另一端和压敏电阻r16另一端以及电源地端；其中，接口p4的管脚1和管脚2导通。图中，假设输入模块输入的电压为12v，对应的输入模块的输出端即12v端，电源地端即12g端。

在另一可选实施例中，参考图17中的(a)所示，所述输入模块还包括:接口p3、p5。接口p3的管脚1和管脚2导通，接口p4的管脚1和管脚2导通，接口p5的管脚1、管脚2、管脚3中两两均不导通。接口p3的管脚2分别连接所述输入模块的输出端、tvs管d2一端和压敏电阻r16一端；接口p4的输入端连接电源，接口p4的管脚2分别连接接口p3的管脚1、接口p5的管脚2，接口p4的管脚1分别连接接口p5的管脚1、接口p5的管脚3，接口p5的管脚1还分别连接tvs管d2另一端和压敏电阻r16另一端以及电源地端。其中，接口p3为供电电路的开关插座，接口p5为电源供电备用接口。

可选地，继续参考图17中的(a)所示，所述输入模块还包括:电阻r17；接口p4的管脚1通过电阻r17连接tvs管d2另一端和压敏电阻r16另一端以及电源地端。

在一可选实施例中，参考图15所示，所述第一滤波电路包括：共模电感l7，差模电感l5以及电容c20、c21。共模电感l7的两个输入端分别连接输入模块的输出端和电源地端，共模电感l7的一输出端连接差模电感l5一端，差模电感l5另一端分别连接电容c20一端、电容c21一端以及第一滤波电路的输出端(当输入电源为12v时，即图4中的m12v端)；共模电感l7的另一输出端连接电容c20另一端、电容c21另一端以及模拟地端(即图中的mgnd)。

在一实施例中，参考图18所示，所述第一电压转换电路包括：电压转换芯片u6，差模电感l6，电容c22、c23，电阻r19，发光二极管d5；电压转换芯片u6的地连接模拟地端，电压转换芯片u6的输入端为所述第一电压转换电路的输入端，电压转换芯片u6的输出端连接差模电感l6的一端，差模电感l6的另一端连接电容c22一端、电容c23一端、电阻r19一端以及第一电压转换电路的输出端，电阻r19另一端连接发光二极管d5的正极，发光二极管d5的负极、电容c22另一端、电容c23另一端均连接模拟地端。

在一实施例中，参考图17中的(a)所示，所述第二滤波电路包括：共模电感l3，差模电感l1以及电容c11、c12。共模电感l3的两个输入端分别连接输入模块的输出端(即图17中的12v端)和电源地端(即图17中的12g端)，共模电感l3的一输出端连接差模电感l1一端，差模电感l1另一端分别连接电容c11一端、电容c12一端以及第二滤波电路的输出端(即图17中的vcc端)；共模电感l3的另一输出端连接电容c11另一端、电容c12另一端以及gnd端。

在一可选实施例中，继续参考图17中的(a)所示，所述第二电压转换电路包括：电压转换芯片u4，差模电感l2，电容c12、c14，电阻r15，发光二极管d3。电压转换芯片u4的地连接gnd端，电压转换芯片u4的输入端为所述第二电压转换电路的输入端，电压转换芯片u4的输出端连接差模电感l2的一端，差模电感l2的另一端连接电容c13一端、电容c14一端、电阻r15一端以及第二电压转换电路的输出端，电阻r15另一端连接发光二极管d3的正极，发光二极管d3的负极、电容c13另一端、电容c14另一端均连接gnd端。

在一可选实施例中，参考图17中的(b)所示，所述第三电压转换电路包括：电压转换芯片u5，差模电感l4，电容c15、c16，电阻r18，发光二极管d4.电压转换芯片u5的地连接gnd端，电压转换芯片u5的输入端为所述第三电压转换电路的输入端，电压转换芯片u5的输出端连接差模电感l4的一端，差模电感l4的另一端连接电容c15一端、电容c16一端、电阻r18一端以及第三电压转换电路的输出端，电阻r18另一端连接发光二极管d4的正极，发光二极管d4的负极、电容c15另一端、电容c16另一端均连接gnd端。

在一实施例中，结合图17中的(b)所示，所述的电源电路还包括：辅助接入模块，所述辅助接入模块的输入端连接辅助电源，辅助接入模块的输出端连接第三电压转换电路的输入端。其中，辅助接入模块包括：接口p6，电容c17、c18；接口p6的管脚2连接电容c17一端、c18一端以及所述第三电压转换电路的输入端，所述接口p6的管脚1连接电容c17另一端、c18另一端以及gnd端，所述接口p6的输入端连接辅助电源，所述辅助电源的电压值与第二电压转换电路的输出电压相等。即接口p6作为辅助供电接口，所述第三电压转换电路既可以对第二电压转换电路的输出电压进行电压转换，也可以对接口p6接入的辅助电源的电压进行电压转换。

假设辅助双侧肢体协同康复的系统的电源为dc12v电源，则通过上述图15～图18所示的电源电路结构图，dc12v电源输入后分两路对输入的电源进行滤波处理，一路经电源滤波处理后分配给12v驱动电机，同时还被送至第一电压转换电路中将12v转换为5v(如果更换其他电器元件的话，电路板布线及相应的电压需求也会改变)以供需要5v电源的电器元件使用。另一路经滤波处理后供12v神经肌肉电刺激单元使用，同时还被送至第二电压转换电路进行电压转换，其中第二电压转换电路可将输入的12v电压转换为5v电压，供单片机等其他需要5v电源的电器元件使用，同时5v电压再经第三电压转换电路转换为2.5v电压，供运算放大电路及其他需要2.5v电源的电器元件使用。p6为dc5v辅助供电接口，p7、p8为dc2.5v的辅助供电接口。

其中，电源经输入接口p4接入，经过并联在电源电路中的电器元件tvs管d2和压敏电阻r16进行防浪涌及防雷防静电处理，然后分别输入到共模电感l3和l7中进行共模电流滤波处理，其中共模电感l3处理完毕后输送给电路后部的差模电感l1、滤波电容c11和c12进行滤波，供dc12v电器元件使用，同时还将滤波后的电源输送到电压转换芯片u4中将电源电压转换为dc5v电压，供dc5v电器元件使用；进一步地，还将dc5v电源输送至电压转换芯片u5中将dc5v转为dc2.5v，以供2.5v电压的电器元件使用。共模电感l7滤波处理完毕后送至后部的差模电感l5、滤波电容c20和c21进行滤波处理，以供电机驱动电压输出，同时还将电源输入到电压转换芯片u6中将电源电压转为dc5v，以为dc5v的电器元件使用。将输入的电源分别经过两个共模电感进行滤波处理再输出给各自后部电路使用，可避免不同电路之间通过电源电路互相串扰，使各路元器件都能使用到较高品质的电源，同时也保证各个电路功能模块都能发挥最大效能。

通过上述实施例的电源电路，具有以下优点：

采用多级直流电压转换芯片，由一路电源输入分为多路电压输出，供各个不用电压需求的电器元件，单一电源输入，品质稳定，选型简单。

采用esd管和压敏电阻对静电、浪涌、雷电进行防护，保护内部电路使其不易受到损坏。

以及，采用共模电感和差模电感进行电源噪音处理，避免内部电路功能模块通过电源线路相互影响，使各个功能电路都能用到高品质的电源供电，达到最大使用效能。

在一实施例中，参考图19所示，所述神经肌肉电刺激单元包括依次连接的单片机、电信号调节模块和输出接口，所述电信号调节模块包括电流调节电路和电压调节电路。

其中，所述单片机可输出pwm信号和控制信号，所述电流调节电路接收所述pwm信号和控制信号，根据所述控制信号对所述pwm信号进行电流放大，将电流放大后的pwm信号输送至电压调节电路进行电压放大，最后通过所述输出接口输出符合肢体康复神经肌肉电刺激的pwm信号。通过所述神经肌肉电刺激单元输出的pwm信号的电流强度和电压均应当在对人体肌肉进行电刺激的范围内。

通过所述单片机可灵活其输出的控制信号，由于所述控制信号灵活可调，因此电流调节电路基于所述控制信号能够对pwm信号的电流强度进行灵活放大，因此其输出的pwm信号的电流强度不受限于按照固定的梯度变化，可克服输出电流强度跳变的问题。

在一实施例中，参考图20所示，所述电流调节电路包括驱动芯片u0，所述电压调节电路包括第一可调变压器l4和第二可调变压器l5。所述驱动芯片u0的输入端为其所在电流调节电路的输入端，驱动芯片u0的输出端为其所在的电流调节电路的输出端。

参考图20所示，所述驱动芯片u0的第一输入脚in1、第二输入脚in2分别连接单片机的第一pwm信号输出脚ra0、第二pwm信号输出脚ra1；所述驱动芯片u0的第三输入脚in3、第四输入脚in4分别连接单片机的第三pwm信号输出脚ra2、第四pwm信号输出脚ra3。进而，由所述驱动芯片u0的第一输入脚in1、第二输入脚in2输入的pwm信号，通过驱动芯片u0的第一输出脚out1和第二输出脚out2输出至第一可调变压器l4；由所述驱动芯片u0的第三输入脚in3、第四输入脚in4输入的pwm信号，通过驱动芯片u0的第三输出脚out3和第四输出脚out4输出至第二可调变压器l5。

此外，第一可调变压器l4、第二可调变压器l5分别与一个输出接口连接。即第一可调变压器l4的次级线圈连接输出接口p1，第二可调变压器l5的次级线圈连接输出接口p2。通过改变可调变压器的初级线圈和次级线圈的比例，可灵活调整输出的pwm信号的电压大小。

同时，所述驱动芯片u0的公共端gnd均连接单片机的控制信号输出脚re0；所述单片机输出的控制信号用于对所述驱动芯片的通电时间占空比进行控制，以此调节驱动芯片输出的pwm信号的电流大小。使得输出的pwm信号的电流强度不受限于按照固定的梯度变化，可克服输出电流强度跳变的问题。

通过单片机的pwm信号输出脚ra0和pwm信号输出脚ra1的导通顺序控制，可改变输入可调变压器的初级线圈的电流方向。例如：当单片机的pwm信号输出脚ra0输出高电平、pwm信号输出脚ra1输出为低电平时，驱动芯片u0的输出脚out1为高电平，out2为低电平，第一可调变压器l4的初级线圈中的电流方向从out1流向out2。反之，当单片机pwm信号输出脚ra0输出为低电平，pwm信号输出脚ra1输出为高电平时，第一可调变压器l4的初级线圈中的电流方向从out2流向out1，由此产生交变磁场。进而通过电磁感应原理使第一可调变压器l4的次级线圈输出高压，第一可调变压器l4的次级线圈输出的电压输送至对应的输出接口，完成从第一可调变压器l4输出的一路神经肌肉电刺激信号的输出。第二可调变压器l5输出电压的原理与第一可调变压器l4相同。并且，驱动芯片u0的公共端gnd连接通过电阻r12连接到单片机的控制信号输出脚re0。通过单片机编程设置，对控制信号输出脚re0输出的控制信号进行调节，来完成对驱动芯片u0的通电时间占空比的控制，以此来完成神经肌肉电刺激信号的电路强度的调节。

在一可选实施例中，所述驱动芯片u0的公共端gnd还同时通过电容c8连接所述单片机的控制信号输出脚re0。电容c8和电阻r12并联。

此外，参见图20所示，所述驱动芯片u0的公共端gnd还同时通过电阻r8连接pcb板的gnd端。

可选地，第一可调变压器l4、第二可调变压器l5均可选用高频升压变压器。所述驱动芯片u0可选用型号为l293dd-au的驱动芯片。可以理解的，基于同样的原理，也可根据实际情况，对上述实施例的神经肌肉电刺激单元中涉及的电子器件作一些的替换。

进一步地，在一实施例中，参考图21所示，所述电流调节电路还包括第一隔离电路和第二隔离电路；所述驱动芯片的第一电源输入脚、第一电源输入脚分别通过第一隔离电路、第二隔离电路连接pcb板的vcc端。

可选地，所述驱动芯片的第一电源输入脚、第一电源输入脚分别通过第一隔离电阻l6、第二隔离电阻l2连接pcb板的vcc端。

进一步地，在一实施例中，参考图21所示，所述电流调节电路还包括第一电容c12和第二电容c11；所述驱动芯片的第一电源输入脚、第一电源输入脚分别通过第一电容c12、第二电容c11连接pcb板的gnd端。

进一步地，在一实施例中，参考图21所示，所述电流调节电路还包括第一电阻r5、第二电阻r15、第三电阻r6和第四电阻r16。所述驱动芯片的第一输入脚in1通过第一电阻r5连接单片机的第一pwm信号输出脚ra0；所述驱动芯片的第二输入脚in2通过第二电阻r15连接单片机的第二pwm信号输出脚ra1；所述驱动芯片的第三输入脚in3通过第三电阻r16连接单片机的第三pwm信号输出脚ra2；所述驱动芯片的第四输入脚in4通过第四电阻r16连接单片机的第四pwm信号输出脚ra3。

进一步地，在一实施例中，参考图21所示，所述电流调节电路还包括第五电阻r12；所述驱动芯片的公共端gnd通过第五电阻r12连接单片机的控制信号输出脚re0。

进一步地，在一实施例中，参考图21所示，所述电流调节电路还包括第六电阻r8；所述驱动芯片的公共端gnd还通过第六电阻r8连接pcb板的gnd端。

进一步地，在一可选实施例中，包括至少两个电信号调节模块；且每个电信号调节模块分别对应两个输出接口，每个电信号调节模块对应的两个输出接口输出的pwm信号反相。例如，参考图21所示，包括三个电信号调节模块，对应六个输出接口。因此可以输出多路神经肌肉电刺激信号，提高神经肌肉电刺激的效果。

图21中，u2、u6、u9分别表示三个驱动芯片，l4、l5、l11、l12、l18、l19分别表示六个高频升压变压器，p1、p2、p5、p6、p10、p11分别表示六个输出接口，用以连接到神经肌肉电刺激的电极片。其中驱动芯片u2的输入脚in1和in2脚分别与电阻r5和r15连接，并连接到单片机的pwm信号输出脚ra0和ra1，通过程序分别控制驱动芯片u2的输出脚out1和out2，同时out1和out2连接到高频升压变压器l4的初级线圈，完成回路。

通过单片机的pwm信号输出脚ra0和pwm信号输出脚ra1的导通顺序控制可完成对高频升压变压器电流方向的改变，当单片机的pwm信号输出脚ra0输出高电平、pwm信号输出脚ra1输出为低电平时，驱动芯片u2的输出脚out1为高电平，out2为低电平，高频升压变压器l4的初级线圈中的电流方向从out1流向out2。反之，当单片机pwm信号输出脚ra0输出为低电平，pwm信号输出脚ra1输出为高电平时，高频升压变压器l4的初级线圈中的电流方向从out2流向out1，产生交变磁场，通过电磁感应原理使高频升压变压器l4的次级线圈输出高压，高频升压变压器l4的次级线圈通过pcb布线连接到神经肌肉电刺激输出的输出接口，完成一路神经肌肉电刺激信号的输出。其他五路的神经肌肉电刺激信号的输出同理。

并且，驱动芯片u2、u6、u9的公共端gnd连接通过电阻r12连接到单片机的re0脚。通过单片机编程设置，对控制信号输出脚re0输出的控制信号进行调节，来完成对驱动芯片u2、u6、u9的通电时间占空比的控制，以此来完成神经肌肉电刺激信号的电路强度的调节。

可以理解的，本领域技术人员应当知悉，在所述至少两个电信号调节模块中，对应位置的电子器件可以选用相同的型号和相同参数，也可以选用不同型号或者不同的参数。

在一实施例中，所述神经肌肉电刺激单元还可包括电极片，所述输出接口通过导线连接所述电极片。各个输出接口分别连接对应的电极片，将电极片贴合在肢体表面，便可将所述神经肌肉电刺激单元产生的pwm信号用于进行肌肉刺激。可选地，为了提高神经肌肉电刺激效果，所述电极片还可设置有粘贴部，所述电极片通过所述粘贴部与肢体表面粘贴，以使得pwm信号尽量多的传导到肌肉进行神经肌肉电刺激。

通过上述实施例的神经肌肉电刺激单元，具有以下优点：

有采用可调变压器器件，控制电路简化，所用器件较少，因此生产成本交底，生产成品良品率高，性能稳定；

由于采用可调变压器器件，可对轻松达到人体神经肌肉电刺激的电压强度；

由于采用可调变压器器件，次级线圈输出的高频神经肌肉电刺激电压与初级线圈电路无直接的电气连接，形成电气隔离，不影响电路其他功能器件工作；

以及，由于采用单片机对驱动芯片的pwm占空比控制技术，完成对神经肌肉电刺激电流强度的连续可调，克服了电流跳变问题。

通过上述的辅助双侧肢体协同康复的系统，由于该系统结合用户意识，采用肌电检测技术，电机驱动技术和神经肌肉电刺激原理，能根据用户主动意识，执行相应指令，驱动用户手臂进行康复训练。该治疗过程和人与外界进行交互认知过程相似，因此能到达非常优秀的康复效果。

此外，上述示例的辅助双侧肢体协同康复的装置的实施方式中，各程序模块的逻辑划分仅是举例说明，实际应用中可以根据需要，例如出于相应硬件的配置要求或者软件的实现的便利考虑，将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述辅助双侧肢体协同康复的装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例的辅助双侧肢体协同康复的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，作为独立的产品销售或使用。所述程序在执行时，可执行如上述各方法的实施例的全部或部分步骤。此外，所述存储介质还可设置与一种计算机设备中，所述计算机设备中还包括处理器，所述处理器执行所述存储介质中的程序时，能够实现上述各方法的实施例的全部或部分步骤。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。可以理解，其中所使用的术语“第一”、“第二”等在本文中用于区分对象，但这些对象不受这些术语限制。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。