本申請涉及智能機(jī)器人，尤其涉及一種閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法及閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、運動疲勞，這一涉及肌肉與神經(jīng)中樞功能減退的現(xiàn)象，在運動中尤為顯著，表現(xiàn)為注意力分散、肌肉力量與耐力減弱以及中樞神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力下降等。對于健身運動者來說，在負(fù)重訓(xùn)練中保持高度集中與肌肉力量的穩(wěn)定至關(guān)重要。一旦肌肉與神經(jīng)系統(tǒng)陷入疲勞狀態(tài)，將難以維持高效訓(xùn)練，強(qiáng)行繼續(xù)則顯著增加運動損傷的風(fēng)險。

2、目前，由于缺乏面對面的專業(yè)指導(dǎo)，用戶在鍛煉過程中可能遇到動作不規(guī)范、訓(xùn)練計劃不合理等問題，影響鍛煉效果甚至帶來安全風(fēng)險。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的主要目的在于提供一種閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法及閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中由于不恰當(dāng)?shù)慕∩砜赡芤饟p傷，導(dǎo)致健身鍛煉效果不佳的問題。

2、本申請實施例第一方面提供一種閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備包括拉繩、滑輪組件、測量組件和機(jī)械臂，所述拉繩、所述滑輪組件和所述機(jī)械臂依次連接，所述測量組件與所述機(jī)械臂連接；所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法包括：當(dāng)用戶拉動所述拉繩時，所述測量組件獲取用戶的肌電信息；所述測量組件根據(jù)所述肌電信息得到疲勞指標(biāo)信息并發(fā)給所述機(jī)械臂；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息得到施力信息，并按照所述施力信息對所述滑輪組件進(jìn)行施力，使得與所述用戶拉動所述拉繩的力相抗衡；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息，若確定所述用戶的當(dāng)前狀態(tài)為疲勞狀態(tài)，則所述機(jī)械臂釋放所述滑輪組件。

3、可選地，在本申請的一個實施例中，所述肌電信息包括目標(biāo)肌電信號、實時肌電信號和頻率數(shù)據(jù)；所述當(dāng)用戶拉動所述拉繩時，所述測量組件獲取用戶的肌電信息，具體包括：當(dāng)用戶以目標(biāo)力度拉動所述拉繩時，所述測量組件獲取用戶的目標(biāo)肌電信號；當(dāng)用戶以當(dāng)前力度拉動所述拉繩時，所述測量組件獲取用戶的實時肌電信號和實時頻率數(shù)據(jù)。

4、可選地，在本申請的一個實施例中，所述疲勞指標(biāo)信息包括時域評估參數(shù)和頻域評估參數(shù)；所述測量組件根據(jù)所述肌電信息得到疲勞指標(biāo)信息，具體包括：根據(jù)所述實時肌電信號計算均方根值，并根據(jù)所述實時頻率數(shù)據(jù)得到頻域評估參數(shù)；所述測量組件根據(jù)所述目標(biāo)肌電信號和所述均方根值，得到時域評估參數(shù)。

5、可選地，在本申請的一個實施例中，所述施力信息包括施力大小和施力方向；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息得到施力信息，具體為：所述機(jī)械臂根據(jù)所述時域評估參數(shù)和所述頻域評估參數(shù)，得到所述機(jī)械臂的施力大小和施力方向。

6、可選地，在本申請的一個實施例中，所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息確定所述用戶的當(dāng)前狀態(tài)為疲勞狀態(tài)，具體包括：所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息，計算在相鄰預(yù)設(shè)時間段下的瞬時疲勞特征；所述機(jī)械臂根據(jù)所述瞬時疲勞特征確定所述用戶的瞬時狀態(tài)；在預(yù)設(shè)周期內(nèi)，所述機(jī)械臂若判斷所述瞬時狀態(tài)為瞬時疲勞狀態(tài)的數(shù)量大于預(yù)設(shè)值，則確定所述用戶的當(dāng)前狀態(tài)為疲勞狀態(tài)。

7、可選地，在本申請的一個實施例中，所述瞬時疲勞特征包括第一差值和第二差值；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息，計算在相鄰預(yù)設(shè)時間段下的瞬時疲勞特征，具體為：所述機(jī)械臂計算相鄰預(yù)設(shè)時間段下所述時域評估參數(shù)的第一差值以及相鄰預(yù)設(shè)時間段下所述頻域評估參數(shù)的第二差值。

8、可選地，在本申請的一個實施例中，所述機(jī)械臂根據(jù)所述瞬時疲勞特征確定所述用戶的瞬時狀態(tài)，具體包括：所述機(jī)械臂若判斷所述第一差值和所述第二差值均大于零，則確定所述用戶的瞬時狀態(tài)為瞬時疲勞狀態(tài)；所述機(jī)械臂若判斷所述第一差值小于或等于零，則所述用戶的瞬時狀態(tài)為瞬時不疲勞狀態(tài)。

9、本申請實施例第二方面還提供一種用于實現(xiàn)上述方案中任一項所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，其中，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備包括拉繩、滑輪組件、測量組件和機(jī)械臂，所述拉繩、所述滑輪組件和所述機(jī)械臂依次連接，所述測量組件與所述機(jī)械臂連接；當(dāng)用戶拉動所述拉繩時，所述機(jī)械臂對所述滑輪組件進(jìn)行施力，使得與所述用戶拉動所述拉繩的力相抗衡。

10、可選地，在本申請的一個實施例中，所述滑輪組件包括固定板、滑板、連接繩、第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪和固定輪，所述滑板滑動連接于所述固定板，所述第一滑輪和所述第三滑輪連接于所述滑板，所述第二滑輪和固定輪連接于所述固定板，所述固定輪位于所述固定板背離所述第二滑輪的一側(cè)，所述連接繩的一端固定在靠近所述第二滑輪的一側(cè)，且所述連接繩依次通過所述第三滑輪、所述第二滑輪及所述第一滑輪與所述機(jī)械臂相連，所述拉繩的一端固定在所述滑板上，且所述拉繩與所述固定輪連接，所述拉繩的另一端用于被用戶拉動。

11、可選地，在本申請的一個實施例中，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備還包括呼吸燈，所述測量組件與所述呼吸燈連接，所述測量組件采集的肌電信息發(fā)給所述呼吸燈，以使所述呼吸燈根據(jù)所述肌電信息進(jìn)行燈光閃爍。

12、有益效果：本申請?zhí)峁┮环N閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法及閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，本申請通過確保用戶關(guān)節(jié)穩(wěn)定性下的靜態(tài)用力與機(jī)械臂動態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)相結(jié)合的方式，精準(zhǔn)捕捉并依據(jù)用戶的肌電信號實時調(diào)整施力大小與方向，并判斷用戶達(dá)到疲勞狀態(tài)時停止運行，從而避免不恰當(dāng)?shù)慕∩砜赡芤鸬闹苯踊蚶鄯e性損傷，進(jìn)而提高健身鍛煉效果。

技術(shù)特征：

1.一種閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備包括拉繩、滑輪組件、測量組件和機(jī)械臂，所述拉繩、所述滑輪組件和所述機(jī)械臂依次連接，所述測量組件與所述機(jī)械臂連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述肌電信息包括目標(biāo)肌電信號、實時肌電信號和頻率數(shù)據(jù)；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述疲勞指標(biāo)信息包括時域評估參數(shù)和頻域評估參數(shù)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述施力信息包括施力大小和施力方向；

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息確定所述用戶的當(dāng)前狀態(tài)為疲勞狀態(tài)，具體包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述瞬時疲勞特征包括第一差值和第二差值；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述機(jī)械臂根據(jù)所述瞬時疲勞特征確定所述用戶的瞬時狀態(tài)，具體包括：

8.一種用于實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任一項所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，其特征在于，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備包括拉繩、滑輪組件、測量組件和機(jī)械臂，所述拉繩、所述滑輪組件和所述機(jī)械臂依次連接，所述測量組件與所述機(jī)械臂連接；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，其特征在于，所述滑輪組件包括固定板、滑板、連接繩、第一滑輪、第二滑輪、第三滑輪和固定輪，所述滑板滑動連接于所述固定板，所述第一滑輪和所述第三滑輪連接于所述滑板，所述第二滑輪和固定輪連接于所述固定板，所述固定輪位于所述固定板背離所述第二滑輪的一側(cè)，所述連接繩的一端固定在靠近所述第二滑輪的一側(cè)，且所述連接繩依次通過所述第三滑輪、所述第二滑輪及所述第一滑輪與所述機(jī)械臂相連，所述拉繩的一端固定在所述滑板上，且所述拉繩與所述固定輪連接，所述拉繩的另一端用于被用戶拉動。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，其特征在于，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備還包括呼吸燈，所述測量組件與所述呼吸燈連接，所述測量組件采集的肌電信息發(fā)給所述呼吸燈，以使所述呼吸燈根據(jù)所述肌電信息進(jìn)行燈光閃爍。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法及閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備，所述閉環(huán)人機(jī)交互設(shè)備的控制方法包括：當(dāng)用戶拉動拉繩時，測量組件獲取用戶的肌電信息；測量組件根據(jù)所述肌電信息得到疲勞指標(biāo)信息并發(fā)給機(jī)械臂；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息得到施力信息，并按照所述施力信息對所述滑輪組件進(jìn)行施力，使得與所述用戶拉動所述拉繩的力相抗衡；所述機(jī)械臂根據(jù)所述疲勞指標(biāo)信息確定所述用戶的當(dāng)前狀態(tài)為疲勞狀態(tài)時，則所述機(jī)械臂釋放所述滑輪組件。本申請能夠避免不恰當(dāng)?shù)慕∩砜赡芤鸬闹苯踊蚶鄯e性損傷，進(jìn)而提高健身鍛煉效果。

技術(shù)研發(fā)人員：黃淦,李心怡,陳昊,崔馨文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19