(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211009774.1 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 北京航空航天大 学杭州创新研究院 地址 310052 浙江省杭州市滨江区创慧街 18号 申请人 北京航空航天大 学　 浙江中医药大学附属第三医院 (72)发明人 裴忠才　沈成　王建华　陈伟海　 段文　李中一　陈健尔　 (74)专利代理 机构 北京睿智保诚专利代理事务 所(普通合伙) 11732 专利代理师 杜娟 (51)Int.Cl. A61B 5/389(2021.01) A61B 5/22(2006.01)G06K 9/00(2022.01) G06N 3/00(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种肘关节力矩的肌电估计方法及测量装 置 (57)摘要 本发明公开了一种肘关节力矩的肌电估计 方法及测量装置， 涉及人体生物信号处理、 上肢 康复外骨骼主动控制领域。 本发明包括以下步 骤： 采集训练集， 所述训练集包括肌电信号、 肘关 节角度信号以及关节力矩信号； 将所述训练集分 别输入到随机森 林回归算法模型、 果蝇优化算法 模型中， 所述果蝇优化算法模型输出最优参数， 所述随机森林回归算法模型利用所述最优参数 构建肘关节力矩估计模型； 利用所述肘关节力矩 估计模型对肘关节力矩进行在 线估计。 本发明有 效提高了 肌电估计的准确性。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115153593 A 2022.10.11 CN 115153593 A 1.一种肘关节力矩的肌电估计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集训练集， 所述训练集包括肌电信号、 肘关节角度信号以及关节力矩信号； 将所述训练集分别输入到随机森林回归算法模型、 果蝇优化 算法模型中； 所述果蝇优化算法模型输出最优参数， 所述随机森林回归算法模型利用所述最优参数 构建肘关节力矩估计模型； 利用所述肘关节力矩估计模型对肘关节力矩进行在线估计。 2.根据权利要求1所述的一种肘关节力矩的肌电估计方法， 其特征在于， 所述随机森林 回归算法模型的计算 步骤如下： 从训练集中随机抽取m个样本点， 得到一个新的子训练集； 用子训练集训练决策树， 训练过程中， 对每个节点的切分规则是先从所有特征中随机 的选择K个特征， 并从这K个特 征中选择最优的切分点在做左右子树的划分； 进而生成很多个CART回归树模型； 每一个决策树 最终的预测结果 为该样本点所到叶节点的均值； 随机森林最终的预测结果 为所有决策树预测结果的均值。 3.根据权利要求1所述的一种肘关节力矩的肌电估计方法， 其特征在于， 所述果蝇优化 算法模型的计算 步骤如下： 初始化果蝇群体位置； 定义果蝇个体利用嗅觉 搜索实物的随机距离和方向； 估计果蝇与原点的距离， 再计算味道浓度判定值； 根据味道浓度判定值基于味道浓度判定函数求出果蝇个 体位置的味道浓度； 找出果蝇群 体中味道浓度最高的果蝇； 保留最高味道浓度值以及对应的坐标， 果蝇群 体利用视 觉往对应的坐标位置飞去； 多次迭代， 直至满足预设地带 条件停止 。 4.根据权利要求3所述的一种肘关节力矩的肌电估计方法， 其特征在于， 还包括动态自 适应步长调整方法， 如下公式所示： 其中， j为当前迭代次数； i为当前果蝇个体； X(i),Y(i)为当前迭代中最佳果蝇位置； randValue为随机变 量； (X(i)j,Y(i)j)为第j次迭代中第i个 果蝇个体的位置； ω为自适应权 重因子； ω0为初始调整权重因子； iterationmax为最大迭代数； iteration为当前迭代数； n 为权重顺序。 5.一种肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 包括固定机架、 角度调整架和测力组件， 所 述角度调整架通过角度调整器设置于所述固定机架上， 所述固定机架上设置有测力组件， 所述测力组件的输入端设置有护腕。 6.根据权利要求5所述的一种肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 所述固定机架底部设权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115153593 A 2置有固定组件， 所述固定组件用于将固定 机架固定 于桌面上。 7.根据权利要求5所述的一种肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 所述角度调整器 固定 连接于所述固定 机架上， 所述角度调整器的输出端与所述角度调整架连接 。 8.根据权利要求5或7所述的肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 所述角度调整器设置 有若干档位， 相邻 档位之差为15 °。 9.根据权利要求5所述的肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 所述测力组件包括刚性绳 索固定器、 测力器和刚性绳索， 所述护腕通过第一刚性绳索与测力器相连， 所述测力器通过 第二刚性绳索与刚性绳索固定器相连， 所述刚性绳索固定器固定连接于所述角度调整架 上。 10.根据权利要求5所述的肘关节力矩测量装置， 其特征在于， 所述角度调整架上还设 置有定滑轮， 所述定滑轮用于同第一刚性绳索配合， 改变第一绳索的方向。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115153593 A 3