自存儲便攜運動肌電信號採集裝置製造方法

2023-08-02 04:12:51

自存儲便攜運動肌電信號採集裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，該採集裝置包含：主控模塊，以及分別電路連接主控模塊的陀螺儀傳感器、加速度傳感器、肌電測量模塊、發射接收模塊、RS232接口模塊和電源模塊。本發明對運動狀態及肌電信號發生的時間進行記錄，有助於分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關係；各個單元模塊集成在一塊電路板上，體積小，精度高，功耗小且便攜性強；採用體積小的電池供電，減少了採用外接電源供電帶來的工頻幹擾，成本和功耗大大降低。
【專利說明】自存儲便攜運動肌電信號採集裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測量【技術領域】的採集裝置，具體涉及一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置。
【背景技術】
[0002]表面肌電信號是神經肌肉系統活動時的生物電信號，被表面電極拾取，經過放大和模擬濾波處理後轉換成數字。肌電測量或肌電圖是檢查人體神經、肌肉系統功能的重要方法，廣泛應用於神經科、骨科、耳鼻喉科及口腔科。它可為臨床診斷、治療神經肌肉系統疾患提供客觀科學依據。肌電測量儀一般只具有在示波器上顯示波形和記錄波形的功能。早期，肌電信號通過照相對膠片進行顯影才能看到；後來，把肌電信號描繪在肌電圖紙上。這兩種肌電信號記錄法的機構都很複雜。這裡介紹一種利用單片機，通過A / D、D/ A轉換控制系統構成的，具有記憶和實時處理的低功耗智能肌電測量儀。該肌電測量儀可實現一次採集後，多次重複顯示、列印，實現了肌電信號測量儀的智能化。

【發明內容】

[0003]本發明提供一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其有助於分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關係，體積小，精度高，功耗小且便攜性強，減少工頻幹擾，降低成本和功耗。
[0004]為實現上述目的，本發明提供一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特點是，該採集裝置包含:主控模塊，以及分別電路連接主控模塊的陀螺儀傳感器、加速度傳感器、肌電測量模塊、發射接收模塊、RS2 32接口模塊和電源模塊。
[0005]上述米集裝置還包含有外殼，該外殼包含殼底和上蓋；該主控模塊、陀螺儀傳感器、加速度傳感器、肌電測量模塊、發射接收模塊、RS232接口模塊和電源模塊整合在一塊電路板上，並固定在外殼中。
[0006]上述外殼長度不大於50毫米，寬度不大於50毫米，厚度不大於50毫米。
[0007]上述外殼採用ABS塑料或鋁合金製成。
[0008]上述主控模塊採用單片機，其中集成有14路12位的模數轉換器，其中8路屬於外部的信號轉換，3路是對內部參考電壓的檢測轉換，I路是接溫控的傳感電壓轉換，每一路轉換都有一個可控制的轉換存儲器將採集到的運動狀態及肌電模擬信號轉換為數位訊號。
[0009]上述採集裝置通過所述RS232接口模塊連接外接的計算機，用於對採集裝置進行調試。
[0010]上述電源模塊採用電池，電池厚度不大於6毫米。
[0011]本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置和現有技術的肌電信號採集技術相比，其優點在於，本發明對運動狀態及肌電信號發生的時間進行記錄，有助於分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關係；
本發明採用了模數轉換器，便於進行數字隔離，模數轉換器內置於主控模塊，集成了 14路12位A/D轉換，其中8路屬於外部的信號轉換，3路是對內部參考電壓的檢測轉換，I路是接溫控的傳感電壓轉換，每一路轉換都有一個可控制的轉換存儲器將採集到的運動狀態及肌電模擬信號轉換為數位訊號； 本發明將各個單元模塊集成在一塊電路板上，使得本採集裝置體積小，精度高，功耗小且便攜性強； 本發明採用體積小的電池供電，減少了採用外接電源供電帶來的工頻幹擾，成本和功耗大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的電路模塊圖； 圖2為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的陀螺儀傳感器的電路原理圖； 圖3為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的加速度傳感器的電路原理圖； 圖4為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的肌電測量模塊的電路原理圖； 圖5為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的RS232接口模塊的電路原理圖； 圖6為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的主控模塊的電路原理圖； 圖7為本發明自存儲便攜運動肌電信號採集裝置的外殼的示意圖。
【具體實施方式】[0013]以下結合附圖，進一步說明本發明的具體實施例。[0014]如圖1所示，本發明公開一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，該採集裝置包含:主控模塊1，以及分別電路連接該主控模塊I的陀螺儀傳感器2、加速度傳感器3、肌電測量模塊4、發射接收模塊5、RS232接口模塊6、電源模塊7和按鍵電路。[0015]如圖2所示，陀螺儀傳感器2採用ST公司的L3G4200D晶片，16位比特率值三軸數字輸出，本設計採用2000dpsLGA-16封裝。[0016]如圖3所示，加速度傳感器3採用ST公司的LIS33IDLH晶片，該線性加速度傳感器晶片可選模式為+/_2g、+/_4g、+/_8g，輸出速率從0.5Hz到IKHz都可選。封裝為LGA16，6D方位檢測，16位數字輸出，工作電流為0.25mA，功耗低至10uA。[0017]如圖4所示，肌電測量模塊4的整個採集電路由隔直和初級放大電路、50Hz工頻陷波電路、高通濾波器、低通濾波器構成。[0018]如圖5所示，RS232接口模塊6採用TI公司的MAX232DW晶片實現，可以通過上位PC機實現數據監測，存儲，處理，數據傳輸速率高達120kbit/ s，功耗低至8mA。[0019]發射接收模塊5採用Nordic公司的nRF24L01晶片，傳輸頻率為2.4GHz，可實現收發功能，接口兼容433MHz和2.4GHz的通信頻率，尤其是2.4GHz通信時，天線可以做成PCB板載天線，不需要外接短柱狀天線，節省空間。[0020]電源模塊7採用3.7V/800mAh的可充電鋰電池。[0021]如圖6所示，主控模塊I採用單片機，本實施例中，採用TI公司16位低功耗MSP430F149 微處理器，16-bit RISC 架構，具有 60KB+256B Flash Memory, 2KB RAM, 125-ns指令周期時間，功耗:工作狀態為:0.28 mA at I MHz, 2.2V, Standby Mode為1.6uA。主控模塊I為採集裝置的主模塊，其他模塊分別連接在主控模塊I的各個引腳上。發射接收模塊5的CSN、SO、SI分別連接在主控模塊I的17至19號引腳上；SCLK、⑶00、⑶02分別連接在23、16和21號引腳上。兩個按鍵電路分別接在主控模塊I的30和31號引腳上。加速度傳感器3的11號引腳接在主控模塊I的36號引腳上。陀螺儀傳感器2的7號引腳接在主控模塊I的41號引腳上。RS232接口模塊6中的9、10號引腳分別接在主控模塊I的32和33號引腳上。BSL下載接口中的1、3、5、7、11號引腳依次連接在主控模塊I的54至58號引腳上；12和14號引腳分別接在主控模塊I的22和13號引腳上。肌電檢測模塊上的0UT2引腳和主控模塊I上的35號引腳連接起來。
[0022]主控模塊I中集成有14路12位的模數轉換器，其中8路屬於外部的信號轉換，3路是對內部參考電壓的檢測轉換，I路是接溫控的傳感電壓轉換，每一路轉換都有一個可控制的轉換存儲器將採集到的運動狀態及肌電模擬信號轉換為數位訊號。
[0023]採集裝置通過RS232接口模塊6連接外接的計算機，用於對採集裝置進行調試。調試時，電路板通過RS232接口模塊6與電腦連接起來，數據通過T2in和R2out兩條線路進行傳遞。檢測時，由加速度傳感器3、陀螺儀傳感器2會隨著運動而產生信號，並通過主控模塊I的36和41號引腳輸入到主控模塊I內。由肌電測量模塊4得到的測量信號通過主控模塊I的35號引腳輸入到主控模塊I內。
[0024]如圖7所示，採集裝置還包含有外殼，該外殼包含殼底和上蓋；主控模塊1、陀螺儀傳感器2、加速度傳感器3、肌電測量模塊4、發射接收模塊5、RS232接口模塊6和電源模塊7整合在一塊電路板上，並固定在外殼中。外殼長度不大於50毫米，寬度不大於50毫米，厚度不大於50毫米。該外殼採用ABS塑料或鋁合金製成。電源模塊7厚度不大於6毫米。實現整個採集裝置體積小、便攜性強。
[0025]儘管本發明的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本發明的多種修改和替代都將是顯而易見·的。因此，本發明的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
【權利要求】
1.一種自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，該採集裝置包含:主控模塊(1)，以及分別電路連接所述主控模塊(I)的陀螺儀傳感器(2)、加速度傳感器(3)、肌電測量模塊(4 )、發射接收模塊(5 )、RS232接口模塊(6 )和電源模塊(7 )。
2.如權利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述採集裝置還包含有外殼，該外殼包含殼底和上蓋；所述主控模塊(I)、陀螺儀傳感器(2)、加速度傳感器(3 )、肌電測量模塊(4 )、發射接收模塊(5 )、RS232接口模塊(6 )和電源模塊(7 )整合在一塊電路板上，並固定在所述外殼中。
3.如權利要 求2所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述外殼長度不大於50毫米，寬度不大於50毫米，厚度不大於50毫米。
4.如權利要求2或3所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述外殼採用ABS塑料或鋁合金製成。
5.如權利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述主控模塊(I)採用單片機，其中集成有14路12位的模數轉換器，其中8路屬於外部的信號轉換，3路是對內部參考電壓的檢測轉換，I路是接溫控的傳感電壓轉換，每一路轉換都有一個可控制的轉換存儲器將採集到的運動狀態及肌電模擬信號轉換為數位訊號。
6.如權利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述採集裝置通過所述RS232接口模塊(6)連接外接的計算機，用於對採集裝置進行調試。
7.如權利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號採集裝置，其特徵在於，所述電源模塊(7)採用電池，電池厚度不大於6毫米。
【文檔編號】A61B5/0488GK103584857SQ201310630766
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】唐剛, 胡雄 申請人:上海海事大學