自存储便携运动肌电信号采集装置制造方法
【专利摘要】本发明公开一种自存储便携运动肌电信号采集装置，该采集装置包含：主控模块，以及分别电路连接主控模块的陀螺仪传感器、加速度传感器、肌电测量模块、发射接收模块、RS232接口模块和电源模块。本发明对运动状态及肌电信号发生的时间进行记录，有助于分析被检测者的肌肉动作与肌电信号之间的同步关系；各个单元模块集成在一块电路板上，体积小，精度高，功耗小且便携性强；采用体积小的电池供电，减少了采用外接电源供电带来的工频干扰，成本和功耗大大降低。
【专利说明】自存储便携运动肌电信号采集装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测量【技术领域】的采集装置，具体涉及一种自存储便携运动肌电信号采集装置。
【背景技术】
[0002]表面肌电信号是神经肌肉系统活动时的生物电信号，被表面电极拾取，经过放大和模拟滤波处理后转换成数字。肌电测量或肌电图是检查人体神经、肌肉系统功能的重要方法，广泛应用于神经科、骨科、耳鼻喉科及口腔科。它可为临床诊断、治疗神经肌肉系统疾患提供客观科学依据。肌电测量仪一般只具有在示波器上显示波形和记录波形的功能。早期，肌电信号通过照相对胶片进行显影才能看到；后来，把肌电信号描绘在肌电图纸上。这两种肌电信号记录法的机构都很复杂。这里介绍一种利用单片机，通过A / D、D/ A转换控制系统构成的，具有记忆和实时处理的低功耗智能肌电测量仪。该肌电测量仪可实现一次采集后，多次重复显示、打印，实现了肌电信号测量仪的智能化。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种自存储便携运动肌电信号采集装置，其有助于分析被检测者的肌肉动作与肌电信号之间的同步关系，体积小，精度高，功耗小且便携性强，减少工频干扰，降低成本和功耗。
[0004]为实现上述目的，本发明提供一种自存储便携运动肌电信号采集装置，其特点是，该采集装置包含:主控模块，以及分别电路连接主控模块的陀螺仪传感器、加速度传感器、肌电测量模块、发射接收模块、RS2 32接口模块和电源模块。
[0005]上述米集装置还包含有外壳，该外壳包含壳底和上盖；该主控模块、陀螺仪传感器、加速度传感器、肌电测量模块、发射接收模块、RS232接口模块和电源模块整合在一块电路板上，并固定在外壳中。
[0006]上述外壳长度不大于50毫米，宽度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。
[0007]上述外壳采用ABS塑料或铝合金制成。
[0008]上述主控模块采用单片机，其中集成有14路12位的模数转换器，其中8路属于外部的信号转换，3路是对内部参考电压的检测转换，I路是接温控的传感电压转换，每一路转换都有一个可控制的转换存储器将采集到的运动状态及肌电模拟信号转换为数字信号。
[0009]上述采集装置通过所述RS232接口模块连接外接的计算机，用于对采集装置进行调试。
[0010]上述电源模块采用电池，电池厚度不大于6毫米。
[0011]本发明自存储便携运动肌电信号采集装置和现有技术的肌电信号采集技术相比，其优点在于，本发明对运动状态及肌电信号发生的时间进行记录，有助于分析被检测者的肌肉动作与肌电信号之间的同步关系；
本发明采用了模数转换器，便于进行数字隔离，模数转换器内置于主控模块，集成了 14路12位A/D转换，其中8路属于外部的信号转换，3路是对内部参考电压的检测转换，I路是接温控的传感电压转换，每一路转换都有一个可控制的转换存储器将采集到的运动状态及肌电模拟信号转换为数字信号； 本发明将各个单元模块集成在一块电路板上，使得本采集装置体积小，精度高，功耗小且便携性强； 本发明采用体积小的电池供电，减少了采用外接电源供电带来的工频干扰，成本和功耗大大降低。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的电路模块图； 图2为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的陀螺仪传感器的电路原理图； 图3为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的加速度传感器的电路原理图； 图4为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的肌电测量模块的电路原理图； 图5为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的RS232接口模块的电路原理图； 图6为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的主控模块的电路原理图； 图7为本发明自存储便携运动肌电信号采集装置的外壳的示意图。
【具体实施方式】[0013]以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。[0014]如图1所示，本发明公开一种自存储便携运动肌电信号采集装置，该采集装置包含:主控模块1，以及分别电路连接该主控模块I的陀螺仪传感器2、加速度传感器3、肌电测量模块4、发射接收模块5、RS232接口模块6、电源模块7和按键电路。[0015]如图2所示，陀螺仪传感器2采用ST公司的L3G4200D芯片，16位比特率值三轴数字输出，本设计采用2000dpsLGA-16封装。[0016]如图3所示，加速度传感器3采用ST公司的LIS33IDLH芯片，该线性加速度传感器芯片可选模式为+/_2g、+/_4g、+/_8g，输出速率从0.5Hz到IKHz都可选。封装为LGA16，6D方位检测，16位数字输出，工作电流为0.25mA，功耗低至10uA。[0017]如图4所示，肌电测量模块4的整个采集电路由隔直和初级放大电路、50Hz工频陷波电路、高通滤波器、低通滤波器构成。[0018]如图5所示，RS232接口模块6采用TI公司的MAX232DW芯片实现，可以通过上位PC机实现数据监测，存储，处理，数据传输速率高达120kbit/ s，功耗低至8mA。[0019]发射接收模块5采用Nordic公司的nRF24L01芯片，传输频率为2.4GHz，可实现收发功能，接口兼容433MHz和2.4GHz的通信频率，尤其是2.4GHz通信时，天线可以做成PCB板载天线，不需要外接短柱状天线，节省空间。[0020]电源模块7采用3.7V/800mAh的可充电锂电池。[0021]如图6所示，主控模块I采用单片机，本实施例中，采用TI公司16位低功耗MSP430F149 微处理器，16-bit RISC 架构，具有 60KB+256B Flash Memory, 2KB RAM, 125-ns指令周期时间，功耗:工作状态为:0.28 mA at I MHz, 2.2V, Standby Mode为1.6uA。主控模块I为采集装置的主模块，其他模块分别连接在主控模块I的各个引脚上。发射接收模块5的CSN、SO、SI分别连接在主控模块I的17至19号引脚上；SCLK、⑶00、⑶02分别连接在23、16和21号引脚上。两个按键电路分别接在主控模块I的30和31号引脚上。加速度传感器3的11号引脚接在主控模块I的36号引脚上。陀螺仪传感器2的7号引脚接在主控模块I的41号引脚上。RS232接口模块6中的9、10号引脚分别接在主控模块I的32和33号引脚上。BSL下载接口中的1、3、5、7、11号引脚依次连接在主控模块I的54至58号引脚上；12和14号引脚分别接在主控模块I的22和13号引脚上。肌电检测模块上的0UT2引脚和主控模块I上的35号引脚连接起来。
[0022]主控模块I中集成有14路12位的模数转换器，其中8路属于外部的信号转换，3路是对内部参考电压的检测转换，I路是接温控的传感电压转换，每一路转换都有一个可控制的转换存储器将采集到的运动状态及肌电模拟信号转换为数字信号。
[0023]采集装置通过RS232接口模块6连接外接的计算机，用于对采集装置进行调试。调试时，电路板通过RS232接口模块6与电脑连接起来，数据通过T2in和R2out两条线路进行传递。检测时，由加速度传感器3、陀螺仪传感器2会随着运动而产生信号，并通过主控模块I的36和41号引脚输入到主控模块I内。由肌电测量模块4得到的测量信号通过主控模块I的35号引脚输入到主控模块I内。
[0024]如图7所示，采集装置还包含有外壳，该外壳包含壳底和上盖；主控模块1、陀螺仪传感器2、加速度传感器3、肌电测量模块4、发射接收模块5、RS232接口模块6和电源模块7整合在一块电路板上，并固定在外壳中。外壳长度不大于50毫米，宽度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。该外壳采用ABS塑料或铝合金制成。电源模块7厚度不大于6毫米。实现整个采集装置体积小、便携性强。
[0025]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见·的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，该采集装置包含:主控模块(1)，以及分别电路连接所述主控模块(I)的陀螺仪传感器(2)、加速度传感器(3)、肌电测量模块(4 )、发射接收模块(5 )、RS232接口模块(6 )和电源模块(7 )。
2.如权利要求1所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述采集装置还包含有外壳，该外壳包含壳底和上盖；所述主控模块(I)、陀螺仪传感器(2)、加速度传感器(3 )、肌电测量模块(4 )、发射接收模块(5 )、RS232接口模块(6 )和电源模块(7 )整合在一块电路板上，并固定在所述外壳中。
3.如权利要 求2所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述外壳长度不大于50毫米，宽度不大于50毫米，厚度不大于50毫米。
4.如权利要求2或3所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述外壳采用ABS塑料或铝合金制成。
5.如权利要求1所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述主控模块(I)采用单片机，其中集成有14路12位的模数转换器，其中8路属于外部的信号转换，3路是对内部参考电压的检测转换，I路是接温控的传感电压转换，每一路转换都有一个可控制的转换存储器将采集到的运动状态及肌电模拟信号转换为数字信号。
6.如权利要求1所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述采集装置通过所述RS232接口模块(6)连接外接的计算机，用于对采集装置进行调试。
7.如权利要求1所述的自存储便携运动肌电信号采集装置，其特征在于，所述电源模块(7)采用电池，电池厚度不大于6毫米。
【文档编号】A61B5/0488GK103584857SQ201310630766
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】唐刚, 胡雄 申请人:上海海事大学