自存儲便攜運動肌電信號采集裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，該采集裝置包含：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(fā)射接收模塊、RS232接口模塊和電源模塊。本發(fā)明對運動狀態(tài)及肌電信號發(fā)生的時間進行記錄，有助于分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關(guān)系；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；采用體積小的電池供電，減少了采用外接電源供電帶來的工頻干擾，成本和功耗大大降低。
【專利說明】自存儲便攜運動肌電信號采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量【技術(shù)領(lǐng)域】的采集裝置，具體涉及一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]表面肌電信號是神經(jīng)肌肉系統(tǒng)活動時的生物電信號，被表面電極拾取，經(jīng)過放大和模擬濾波處理后轉(zhuǎn)換成數(shù)字。肌電測量或肌電圖是檢查人體神經(jīng)、肌肉系統(tǒng)功能的重要方法，廣泛應(yīng)用于神經(jīng)科、骨科、耳鼻喉科及口腔科。它可為臨床診斷、治療神經(jīng)肌肉系統(tǒng)疾患提供客觀科學(xué)依據(jù)。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；后來，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(gòu)都很復(fù)雜。這里介紹一種利用單片機，通過A / D、D/ A轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)構(gòu)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(xiàn)一次采集后，多次重復(fù)顯示、打印，實現(xiàn)了肌電信號測量儀的智能化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其有助于分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關(guān)系，體積小，精度高，功耗小且便攜性強，減少工頻干擾，降低成本和功耗。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特點是，該采集裝置包含: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(fā)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(fā)射接收模塊、RS232接口模塊和電源模塊整合在一塊電路板上，并固定在外殼中。
[0006]上述外殼長度不大于50毫米，寬度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。
[0007]上述外殼采用ABS塑料或鋁合金制成。
[0008]上述主控模塊采用單片機，其中集成有14路12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中8路屬于外部的信號轉(zhuǎn)換，3路是對內(nèi)部參考電壓的檢測轉(zhuǎn)換，I路是接溫控的傳感電壓轉(zhuǎn)換，每一路轉(zhuǎn)換都有一個可控制的轉(zhuǎn)換存儲器將采集到的運動狀態(tài)及肌電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0009]上述采集裝置通過所述RS232接口模塊連接外接的計算機，用于對采集裝置進行調(diào)試。
[0010]上述電源模塊采用電池，電池厚度不大于6毫米。
[0011]本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置和現(xiàn)有技術(shù)的肌電信號采集技術(shù)相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明對運動狀態(tài)及肌電信號發(fā)生的時間進行記錄，有助于分析被檢測者的肌肉動作與肌電信號之間的同步關(guān)系；
本發(fā)明采用了模數(shù)轉(zhuǎn)換器，便于進行數(shù)字隔離，模數(shù)轉(zhuǎn)換器內(nèi)置于主控模塊，集成了 14路12位A/D轉(zhuǎn)換，其中8路屬于外部的信號轉(zhuǎn)換，3路是對內(nèi)部參考電壓的檢測轉(zhuǎn)換，I路是接溫控的傳感電壓轉(zhuǎn)換，每一路轉(zhuǎn)換都有一個可控制的轉(zhuǎn)換存儲器將采集到的運動狀態(tài)及肌電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 本發(fā)明將各個單元模塊集成在一塊電路板上，使得本采集裝置體積小，精度高，功耗小且便攜性強； 本發(fā)明采用體積小的電池供電，減少了采用外接電源供電帶來的工頻干擾，成本和功耗大大降低。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]圖1為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的電路模塊圖； 圖2為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的陀螺儀傳感器的電路原理圖； 圖3為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的加速度傳感器的電路原理圖； 圖4為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的肌電測量模塊的電路原理圖； 圖5為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的RS232接口模塊的電路原理圖； 圖6為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的主控模塊的電路原理圖； 圖7為本發(fā)明自存儲便攜運動肌電信號采集裝置的外殼的示意圖。
【具體實施方式】[0013]以下結(jié)合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。[0014]如圖1所示，本發(fā)明公開一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，該采集裝置包含: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(fā)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采用ST公司的L3G4200D芯片，16位比特率值三軸數(shù)字輸出，本設(shè)計采用2000dpsLGA-16封裝。[0016]如圖3所示，加速度傳感器3采用ST公司的LIS33IDLH芯片，該線性加速度傳感器芯片可選模式為+/_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(shù)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的整個采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(gòu)成。[0018]如圖5所示，RS232接口模塊6采用TI公司的MAX232DW芯片實現(xiàn)，可以通過上位PC機實現(xiàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測，存儲，處理，數(shù)據(jù)傳輸速率高達120kbit/ s，功耗低至8mA。[0019]發(fā)射接收模塊5采用Nordic公司的nRF24L01芯片，傳輸頻率為2.4GHz，可實現(xiàn)收發(fā)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(jié)省空間。[0020]電源模塊7采用3.7V/800mAh的可充電鋰電池。[0021]如圖6所示，主控模塊I采用單片機，本實施例中，采用TI公司16位低功耗MSP430F149 微處理器，16-bit RISC 架構(gòu)，具有 60KB+256B Flash Memory, 2KB RAM, 125-ns指令周期時間，功耗:工作狀態(tài)為:0.28 mA at I MHz, 2.2V, Standby Mode為1.6uA。主控模塊I為采集裝置的主模塊，其他模塊分別連接在主控模塊I的各個引腳上。發(fā)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(shù)轉(zhuǎn)換器，其中8路屬于外部的信號轉(zhuǎn)換，3路是對內(nèi)部參考電壓的檢測轉(zhuǎn)換，I路是接溫控的傳感電壓轉(zhuǎn)換，每一路轉(zhuǎn)換都有一個可控制的轉(zhuǎn)換存儲器將采集到的運動狀態(tài)及肌電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0023]采集裝置通過RS232接口模塊6連接外接的計算機，用于對采集裝置進行調(diào)試。調(diào)試時，電路板通過RS232接口模塊6與電腦連接起來，數(shù)據(jù)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(chǎn)生信號，并通過主控模塊I的36和41號引腳輸入到主控模塊I內(nèi)。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(nèi)。
[0024]如圖7所示，采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(fā)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，并固定在外殼中。外殼長度不大于50毫米，寬度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。該外殼采用ABS塑料或鋁合金制成。電源模塊7厚度不大于6毫米。實現(xiàn)整個采集裝置體積小、便攜性強。
[0025]盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應(yīng)當認識到上述的描述不應(yīng)被認為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見·的。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
【權(quán)利要求】
1.一種自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，該采集裝置包含: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(fā)射接收模塊(5 )、RS232接口模塊(6 )和電源模塊(7 )。
2.如權(quán)利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述采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(fā)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，并固定在所述外殼中。
3.如權(quán)利要 求2所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述外殼長度不大于50毫米，寬度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。
4.如權(quán)利要求2或3所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述外殼采用ABS塑料或鋁合金制成。
5.如權(quán)利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述主控模塊(I)采用單片機，其中集成有14路12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中8路屬于外部的信號轉(zhuǎn)換，3路是對內(nèi)部參考電壓的檢測轉(zhuǎn)換，I路是接溫控的傳感電壓轉(zhuǎn)換，每一路轉(zhuǎn)換都有一個可控制的轉(zhuǎn)換存儲器將采集到的運動狀態(tài)及肌電模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
6.如權(quán)利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述采集裝置通過所述RS232接口模塊(6)連接外接的計算機，用于對采集裝置進行調(diào)試。
7.如權(quán)利要求1所述的自存儲便攜運動肌電信號采集裝置，其特征在于，所述電源模塊(7)采用電池，電池厚度不大于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(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】唐剛, 胡雄 申請人:上海海事大學(xué)