一种便携式人体表面肌电信号采集系统的制作方法
【专利摘要】一种便携式人体表面肌电信号采集系统，涉及生物信号采集技术领域。本发明是为了解决现有表面肌电信号采集装置体积庞大，不方便携带，并且不便于同时采集多路表面肌电信号的问题。本发明所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，它包括：充电基座、多个采集节点和数据处理中心；充电基座用于为采集节点充电，采集节点用于采集人体的表面肌电信号，多个采集节点将信号通过无线蓝牙的方式发送至数据处理中心。本发明适用于多场景、便携的、低功耗的表面肌电信号的采集。
【专利说明】
_种便携式人体表面肌电信号采集系统
技术领域
[0001]本发明属于生物信号采集技术领域。
【背景技术】
[0002]表面肌电信号是肌肉纤维动作电位经过肌肉、皮下组织、皮肤等滤波作用，时间和空间上叠加形成的。一条肌肉纤维在传播过程中形成了单纤维的动作电位，一个运动单位内的所有单纤维动作电位在时间和空间上叠加形成了运动单元动作电位，持续产生的运动单元动作电位经过肌肉、皮下组织、皮肤等滤波作用在检测处形成表面肌电信号。
[0003]表面肌电信号能够反映肌肉活动情况和状态，在人机交互、康复和体育等各个领域有了广泛的应用。现有的商业表面肌电采集设备大多是有线的，采集多路表面肌电信号时导线交叉在一起，导线的抖动能够带来噪声，限制表面肌电信号的采集部位。Delsys等商用无线电极采用充电与数据接收一体的收纳箱，体积庞大，不方便携带，并且不便于同时采集多路表面肌电信号。
【发明内容】
[0004]本发明是为了解决现有表面肌电信号采集装置体积庞大，不方便携带，并且不便于同时采集多路表面肌电信号的问题，现提供一种便携式人体表面肌电信号采集系统。
[0005]—种便携式人体表面肌电信号采集系统，它包括:充电基座101、多个采集节点102和数据处理中心103;
[0006]充电基座101用于为采集节点102充电，采集节点102用于采集人体的表面肌电信号，
[0007]采集节点102包括:信号采集模块211、无线传输和信号处理模块207、电源管理模块208、电池模块209和状态指示灯210;
[0008]电池模块209的电压信号输出端连接电源管理模块208的电压信号输入端，电源管理模块208的电压信号输出端同时连接信号采集模块211的电压输入端、无线传输和信号处理模块207的电压输入端和状态指示灯210的电压输入端，
[0009]信号采集模块211的采集信号输出端连接无线传输和信号处理模块207的采集信号输入端，无线传输和信号处理模块207的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯210的指示灯驱动信号输入端，
[0010]无线传输和信号处理模块207将信号通过无线蓝牙的方式发送至数据处理中心103。
[0011]信号采集模块211包括:多个肌电电极201、前置放大电路202、二阶高通滤波电路203、四阶低通滤波电路204、有源双T陷波电路205和电压抬升模块206;
[0012]无线传输和信号处理模块207为蓝牙4.1芯片，该芯片包括:RF射频单元、Α/D转换单元和MCU;
[0013]多个肌电电极201用于采集人体的表面肌电信号，多个肌电电极201的采集信号输出端同时连接前置放大电路202的采集信号输入端，前置放大电路202的放大信号输出端连接二阶高通滤波电路203的放大信号输入端，二阶高通滤波电路203高通滤波信号输出端连接四阶低通滤波电路204的高通滤波信号输入端，四阶低通滤波电路204的低通滤波信号输出端连接有源双T陷波电路205的低通滤波信号输入端，有源双T陷波电路205的陷波信号输出端连接电压抬升模块206的陷波信号输入端，电压抬升模块206的模拟信号输出端连接A/D转换单元的模拟信号输入端，
[0014]Α/D转换单元的数字信号输出端连接M⑶的数字信号输入端，M⑶的信号输出端连接RF射频单元的信号输入端，
[0015]M⑶的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯210的指示灯驱动信号输入端。
[0016]本发明针对于商业电极在使用过程中的诸多不便，设计了应用于多场景、便携的、低功耗的表面肌电采集装置。具有以下特点:
[0017](I)可依据用途选择佩戴方式，佩戴手环或双面胶带，灵活的实现采集节点安放于身体各个部位。
[0018](2)数据处理中心可选择性与采集节点通信。
【附图说明】
[0019]图1为一种便携式人体表面肌电信号采集系统的电气结构示意图；
[0020]图2为采集节点的内部信号采集模块和无线传输和信号处理模块的具体结构示意图；
[0021]图3为充电基座的结构示意图；
[0022]图4为腕带的结构示意图；
[0023]图5为信号采集模块、无线传输和信号处理模块和电池模块的位置分布图；
[0024]图6为前置放大电路的电路结构示意图；
[0025]图7为一■阶尚通滤波电路的电路结构不意图；
[0026]图8为四阶低通滤波电路的电路结构示意图；
[0027]图9为有源双T陷波电路的电路结构示意图；
[0028]图10为电压抬升模块的电路结构示意图；
[0029]图11为采集节点与数据处理中心的输出传输时序示意图；
[0030]图12为采集节点外壳的主视图；
[0031 ]图13为采集节点外壳的立体图。
【具体实施方式】
[0032]【具体实施方式】一:参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，它包括:充电基座101、多个采集节点102和数据处理中心103;
[0033]充电基座101用于为采集节点102充电，采集节点102用于采集人体的表面肌电信号，
[0034]采集节点102包括:信号采集模块211、无线传输和信号处理模块207、电源管理模块208、电池模块209和状态指示灯210;
[0035]电池模块209的电压信号输出端连接电源管理模块208的电压信号输入端，电源管理模块208的电压信号输出端同时连接信号采集模块211的电压输入端、无线传输和信号处理模块207的电压输入端和状态指示灯210的电压输入端，
[0036]信号采集模块211的采集信号输出端连接无线传输和信号处理模块207的采集信号输入端，无线传输和信号处理模块207的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯210的指示灯驱动信号输入端，
[0037]无线传输和信号处理模块207将信号通过无线蓝牙的方式发送至数据处理中心103。
[0038]本实施方式中，一种便携式人体表面肌电信号采集系统包含多个采集节点102，每个采集节点完全相同；将采集节点放置在人体皮肤表面，采集节点就能够独立完成采集原始肌电信号的任务。数据处理中心103能够接收来自每个集节点的表面肌电数据，对数据汇总传递给后续信号处理设备。
[0039]充电基座101具有多个充电插槽，能够同时容纳多个采集节点充电，其结构如图3所示，充电基座101包括6个充电插槽，外形尺寸长宽高分别为140mm、80mm、40mm，输入电压在120伏至240伏之间，输出电压为5伏。
[0040]在实际应用时，采集节点能够通过腕带或双面胶带固定在皮肤上，采集节点能够通过一次性双面胶带，较舒适的安放在表面肌电采集部位;所述腕带的结构如图4所示，其中402为采集节点安放孔，401为安放孔间隙，腕带的材料为聚亚安酯，有一定弹性，增加伸缩性，当腕带佩戴于人体前臂时，能够采集人体前臂表面肌电信号。
[0041 ]电池模块209为3.7伏，200mAh的锂电池；电源管理模块能够实现电压转换和电量监测的功能。
[0042]如图5所示，信号采集模块211、电源管理模块和电池模块均位于同一块印制电路板604上，无线传输和信号处理模块位于另一块印制电路板602上，两块印制电路板通过插座连接，且两块电路板之间有镍银金属屏蔽层603，601表示锂电池。
[0043]在实际应用时，状态指示灯有三种状态指示，采集节点打开时保持绿色常亮，数据发送时保持绿色闪烁，电量较低时较长间隔歇性黄色闪烁。
[0044]无线传输和信号处理模块选择11公司的0:2640，0:2640是超低功耗2.46取RF，32位ARM Cortex-M3处理器和外设MO处理器，MO处理器适合用于在系统其余部分处于睡眠模式的情况下自主收集模拟和数字数据。CC2640是基于目蓝牙4.1协议，蓝牙4.1可实现主从方式数据发送，并可以实现一主多从方式。
[0045]【具体实施方式】二:参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，
[0046]信号采集模块211包括:多个肌电电极201、前置放大电路202、二阶高通滤波电路203、四阶低通滤波电路204、有源双T陷波电路205和电压抬升模块206;
[0047]无线传输和信号处理模块207为蓝牙4.1芯片，该芯片包括:RF射频单元、Α/D转换单元和MCU;
[0048]多个肌电电极201用于采集人体的表面肌电信号，多个肌电电极201的采集信号输出端同时连接前置放大电路202的采集信号输入端，前置放大电路202的放大信号输出端连接二阶高通滤波电路203的放大信号输入端，二阶高通滤波电路203高通滤波信号输出端连接四阶低通滤波电路204的高通滤波信号输入端，四阶低通滤波电路204的低通滤波信号输出端连接有源双T陷波电路205的低通滤波信号输入端，有源双T陷波电路205的陷波信号输出端连接电压抬升模块206的陷波信号输入端，电压抬升模块206的模拟信号输出端连接A/D转换单元的模拟信号输入端，
[0049]Α/D转换单元的数字信号输出端连接M⑶的数字信号输入端，M⑶的信号输出端连接RF射频单元的信号输入端，
[0050]MCU的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯210的指示灯驱动信号输入端。
[0051]采集节点无线传输模块通过蓝牙4.1协议发送数据，数据处理中心通过蓝牙4.1协议接收数据，实现数据高速、低功耗数据传输，数据处理中心可以同时接收来自多个数据节点的数据，也可以选择某个采集节点的数据。
[0052]在实际应用时，肌电电极201的个数为3个，其中两个电极为采集表面肌电差分信号，剩余一个电极为参考电极;所述前置放大电路202用于匹配皮肤与电极接触阻抗、射频衰减滤波、对表面肌电信号隔直和初级放大;所述二阶高通滤波电路203能够滤除低频运动伪迹噪声;所述四阶低通滤波电路204能够滤除高频噪声;所述有源双T陷波电路205能够对引入采集节点的50Hz工频噪声衰减;所述电压抬升模块206能够将滤波后的原始肌电信号抬升至适合AD采集的电压区间;所述Α/D转换单元用于对表面肌电信号进行模数转换;所述M⑶用于将模数转换后的数据进行数字带通、陷波处理;所述RF射频单元能够通过蓝牙4.1协议将数据发出。
[0053]【具体实施方式】三:参照图6具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，肌电电极201的个数为3个，分别为一号电极、二号电极和三号电极；
[0054]前置放大电路202包括:电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和一号放大器；
[0055]—号电极的触点与电阻Rl的一端相连，电阻Rl的另一端同时连接电容Cl的一端、一号放大器的正向输入端和电容C2的一端，电容Cl的另一端接电源地，
[0056]二号电极的触点与电阻R 2的一端相连，电阻R 2的另一端同时连接电容C 3的一端、一号放大器的反向输入端和电容C2的另一端，电容C3的另一端接电源地，
[0057]电阻R3的两端分别与一号放大器增益控制端的两个连接端相连，
[0058]—号放大器的正极同时连接电源正极、电容C4的一端和电容C7的一端，
[0059]—号放大器的负极同时连接电源负极、电容C5的一端和电容C6的一端，
[0060]电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端均连接电源地，
[0061 ]三号电极的触点与一号放大器的参考端相连，
[0062]—号放大器的输出端作为前置放大电路的放大信号输出端。
[0063]本实施方式中，一号放大器的型号为ADI公司的AD8221，AD8221是一款增益可编程、高性能仪表放大器，具有低电压失调、低失调漂移、低增益漂移、高增益精度和高共模抑制比的特点，可通过外接的电阻调节放大倍数。
[0064]【具体实施方式】四:参照图7具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，二阶高通滤波电路203包括:电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R22和二号放大器；
[0065]电容C8的一端同时连接电阻R22的一端和电容C9的一端，电容C9的另一端同时连接电阻R6的一端和二号放大器的正向输入端，
[ΟΟ??]电阻R5的另一端同时连接电阻R4的一端和二号放大器的反向输入端，
[0067]电容ClO的一端和二号放大器的正极同时连接电源正极，电容ClI的一端和二号放大器的负极同时连接电源负极，
[0068]电阻R6的另一端、电阻R5的一端、电容C1的另一端和电容C11的另一端同时接电源地，
[0069 ]电容C8的另一端作为二阶高通滤波电路203的放大信号输入端，
[0070]电阻R22的另一端、二号放大器的输出端和电阻R4的另一端相连，并作为二阶高通滤波电路203的高通滤波信号输出端。
[0071]本实施方式中，二号放大器的型号为TI公司的0PA180，该放大器是0.1μν/Γ漂移、低噪声、轨到轨输出的运算放大器。
[0072]【具体实施方式】五:参照图8具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，四阶低通滤波电路204包括:电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、三号放大器和四号放大器；
[0073]电阻R7的一端作为四阶低通滤波电路204的高通滤波信号输入端，四号放大器的输出端、电容C17的一端和电阻R12的一端相连，并作为四阶低通滤波电路204的低通滤波信号输出端，
[0074]电阻R7的另一端同时连接电阻R8的一端、电阻R9的一端和电容Cl 4的一端，
[0075]电阻R8的另一端同时连接电容Cl5的一端和三号放大器的反向输入端，
[0076]电阻R9的另一端同时连接电容C15的另一端、三号放大器的输出端和电阻RlO的一端，
[0077]三号放大器的正极和电容Cl 2的一端同时连接电源正极，三号放大器的负极和电容C13的一端同时连接电源负极，
[0078]电阻RlO的另一端同时连接电阻Rl I的一端、电容C16的一端和电阻Rl 2的另一端，
[0079]电阻Rll的另一端同时连接电容C17的另一端和四号放大器的反相输入端，
[0080]三号放大器的正向输入端、电容C14的另一端、电容C12的另一端、电容C13的另一端、电容C16的另一端和四号放大器的正相输入端同时接电源地。
[0081 ] 本实施方式中，三号放大器和四号放大器的型号均为TI公司的0ΡΑ2180，四号放大器的型号为0PA2180-U2，该种放大器是0.1μν/Γ漂移、低噪声、轨到轨输出的运算放大器。
[0082]对于上述实施方式三至五中，电源管理模块将锂电池3.7V转换为3.3V，并由反向电压转换芯片将3.3V转换为-3.3V，±3.3V对0PA180、0PA2180、AD8221供电，3.3V对蓝牙芯片CC2640供电。
[0083]【具体实施方式】六:参照图9具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，有源双T陷波电路205包括:电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、五号放大器和六号放大器；
[0084]电容C18的一端和电阻R13的一端相连并作为有源双T陷波电路205的低通滤波信号输入端，六号放大器的信号输出端、六号放大器的反向输入端和电阻R16的一端相连，并作为有源双T陷波电路205的陷波信号输出端，
[0085 ] 电容Cl 8的另一端同时连接电容Cl 9的一端和电阻Rl 5的一端，
[0086]电容C19的另一端同时连接电阻R14的一端和六号放大器的正向输入端，
[0087]电阻R15的另一端同时连接五号放大器的信号输出端、五号放大器的反向输入端和电容C20的一端，
[0088]电阻Rl 3的另一端同时连接电阻Rl 4的另一端和电容C20的另一端，
[0089 ] 五号放大器的正向输入端同时连接电阻Rl 6的另一端和电阻Rl 7的一端，
[°09°]电容C22的一端和六号放大器的正极同时接电源正极，电容C21的一端和六号放大器的负极同时接电源负极，
[0091 ]电阻Rl 7的另一端、电容C21的另一端和电容C22的另一端均接电源地。
[0092]本实施方式中，五号放大器的型号为0PA2180-U1，六号放大器0PA2180-U2。
[0093]【具体实施方式】七:参照图10具体说明本实施方式，本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，电压抬升模块206包括:电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R26、电容C23、电容C24、电容C25、电容C30、七号放大器和八号放大器；
[0094]八号放大器的正向输入端作为电压抬升模块206的陷波信号输入端，电阻R26的一端和电容C30的一端相连并作为电压抬升模块206的模拟信号输出端，
[0095]电阻R18的一端连接电源正极，
[0096]电阻Rl8的另一端、电阻Rl 9的一端同时连接七号放大器的正向输入端，七号放大器的反向输入端和七号放大器的输出端同时连接八号放大器的参考端，七号放大器的正极和电容C23的一端同时连接电源正极，
[0097]电阻R20的两端分别与八号放大器增益调节端的两个连接端相连，
[0098]八号放大器的正极和电容C24的一端同时连接电源正极，八号放大器的负极和电容C25的一端同时连接电源负极，
[00"]电阻R26的另一端连接八号放大器的输出端，
[0100]电阻R19的另一端、电容C30的另一端、电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C23的另一端、七号放大器的负极和八号放大器的反向输入端均连接电源地。
[0101]【具体实施方式】八:本实施方式是对【具体实施方式】一所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，它还包括:采集节点外壳，信号采集模块211、无线传输和信号处理模块207、电源管理模块208、电池模块209和状态指示灯210均位于采集节点外壳内，
[0102]采集节点外壳为长方体结构，该采集节点外壳表面开有多个电极孔。
[0103]如图12和图13所示，采集节点外壳上表面为开关306与状态指示灯孔305，侧面为电池充电触点304，下表面为三个电极孔302;开关可在采集节点长时间不使用时关闭采集节点内置锂电池对电路的电源供应。锂电池与采集节点外壳上的铜质触点304连接，采集节点在充电基座充电时，外壳上的铜质触电与基座相应的触点接触，进行充电。
[0104]【具体实施方式】九:本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，
[0105]二阶高通滤波电路203为二阶Sallen-key高通滤波电路，截止频率为20Hz，增益为20dB，
[0106]四阶低通滤波电路204为四阶切比雪夫低通滤波电路，截止频率为400Hz，增益为26dB，
[0107]有源双T陷波电路205为50Hz工频陷波电路，能够实现50Hz工频的去除。
[0108]【具体实施方式】十:本实施方式是对【具体实施方式】二所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统作进一步说明，本实施方式中，肌电电极201为直径Imm的银丝，长度为10_，电极间隔为10_。
[0109]如图11所示，采集节点I至6采用时分多址的方式，由数据处理中心发出同步时钟信号，处于接收状态，采集节点处于广播状态，节点接收到时钟信号以后，产生相关延迟，按照时序将数据发送给数据汇聚中心，数据处理中心可通过USB与电脑连接进行前期训练或数据处理，可通过UART与外界通信。
【主权项】
1.一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，它包括:充电基座(101)、多个采集节点(102)和数据处理中心(103); 充电基座(101)用于为采集节点(102)充电，采集节点(102)用于采集人体的表面肌电信号， 采集节点(102)包括:信号采集模块(211)、无线传输和信号处理模块(207)、电源管理模块(208)、电池模块(209)和状态指示灯(210); 电池模块(209)的电压信号输出端连接电源管理模块(208)的电压信号输入端，电源管理模块(208)的电压信号输出端同时连接信号采集模块(211)的电压输入端、无线传输和信号处理模块(207)的电压输入端和状态指示灯(210)的电压输入端， 信号采集模块(211)的采集信号输出端连接无线传输和信号处理模块(207)的采集信号输入端，无线传输和信号处理模块(207)的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯(210)的指示灯驱动信号输入端， 无线传输和信号处理模块(207)将信号通过无线蓝牙的方式发送至数据处理中心(103)。2.根据权利要求1所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于， 信号采集模块(211)包括:多个肌电电极(201)、前置放大电路(202)、二阶高通滤波电路(203)、四阶低通滤波电路(204)、有源双T陷波电路(205)和电压抬升模块(206); 无线传输和信号处理模块(207)为蓝牙4.1芯片，该芯片包括:RF射频单元、Α/D转换单元和MCU; 多个肌电电极(201)用于采集人体的表面肌电信号，多个肌电电极(201)的采集信号输出端同时连接前置放大电路(202)的采集信号输入端，前置放大电路(202)的放大信号输出端连接二阶高通滤波电路(203)的放大信号输入端，二阶高通滤波电路(203)高通滤波信号输出端连接四阶低通滤波电路(204)的高通滤波信号输入端，四阶低通滤波电路(204)的低通滤波信号输出端连接有源双T陷波电路(205)的低通滤波信号输入端，有源双T陷波电路(205)的陷波信号输出端连接电压抬升模块(206)的陷波信号输入端，电压抬升模块(206)的模拟信号输出端连接Α/D转换单元的模拟信号输入端， Α/D转换单元的数字信号输出端连接MCU的数字信号输入端，MCU的信号输出端连接RF射频单元的信号输入端， MCU的指示灯驱动信号输出端连接状态指示灯(210)的指示灯驱动信号输入端。3.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，肌电电极(201)的个数为3个，分别为一号电极、二号电极和三号电极； 前置放大电路(202)包括:电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容Cl、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7和一号放大器； 一号电极的触点与电阻RI的一端相连，电阻RI的另一端同时连接电容Cl的一端、一号放大器的正向输入端和电容C2的一端，电容Cl的另一端接电源地， 二号电极的触点与电阻R2的一端相连，电阻R2的另一端同时连接电容C3的一端、一号放大器的反向输入端和电容C2的另一端，电容C3的另一端接电源地， 电阻R3的两端分别与一号放大器增益控制端的两个连接端相连， 一号放大器的正极同时连接电源正极、电容C4的一端和电容C7的一端， 一号放大器的负极同时连接电源负极、电容C5的一端和电容C6的一端， 电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端和电容C7的另一端均连接电源地， 三号电极的触点与一号放大器的参考端相连， 一号放大器的输出端作为前置放大电路的放大信号输出端。4.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，二阶高通滤波电路(203)包括:电容C8、电容C9、电容Cl O、电容Cl 1、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R22和二号放大器； 电容C8的一端同时连接电阻R22的一端和电容C9的一端，电容C9的另一端同时连接电阻R 6的一端和二号放大器的正向输入端， 电阻R 5的另一端同时连接电阻R4的一端和二号放大器的反向输入端， 电容ClO的一端和二号放大器的正极同时连接电源正极，电容Cl I的一端和二号放大器的负极同时连接电源负极， 电阻R6的另一端、电阻R5的一端、电容ClO的另一端和电容Cll的另一端同时接电源地， 电容CS的另一端作为二阶高通滤波电路(203)的放大信号输入端， 电阻R22的另一端、二号放大器的输出端和电阻R4的另一端相连，并作为二阶高通滤波电路(203)的高通滤波信号输出端。5.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，四阶低通滤波电路(204)包括:电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻RlO、电阻Rl 1、电阻Rl2、电容Cl2、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、三号放大器和四号放大器； 电阻R7的一端作为四阶低通滤波电路(204)的高通滤波信号输入端，四号放大器的输出端、电容C17的一端和电阻R12的一端相连，并作为四阶低通滤波电路(204)的低通滤波信号输出端， 电阻R 7的另一端同时连接电阻R 8的一端、电阻R9的一端和电容C14的一端， 电阻R8的另一端同时连接电容C15的一端和三号放大器的反向输入端， 电阻R9的另一端同时连接电容C15的另一端、三号放大器的输出端和电阻RlO的一端，三号放大器的正极和电容Cl 2的一端同时连接电源正极，三号放大器的负极和电容Cl 3的一端同时连接电源负极， 电阻RlO的另一端同时连接电阻Rll的一端、电容C16的一端和电阻R12的另一端， 电阻Rll的另一端同时连接电容C17的另一端和四号放大器的反相输入端， 三号放大器的正向输入端、电容C14的另一端、电容Cl 2的另一端、电容Cl 3的另一端、电容C16的另一端和四号放大器的正相输入端同时接电源地。6.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，有源双T陷波电路(205)包括:电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电容C22、五号放大器和六号放大器； 电容C18的一端和电阻R13的一端相连并作为有源双T陷波电路(205)的低通滤波信号输入端，六号放大器的信号输出端、六号放大器的反向输入端和电阻R16的一端相连，并作为有源双T陷波电路(205)的陷波信号输出端， 电容C18的另一端同时连接电容C19的一端和电阻R15的一端， 电容C19的另一端同时连接电阻R14的一端和六号放大器的正向输入端， 电阻Rl 5的另一端同时连接五号放大器的信号输出端、五号放大器的反向输入端和电容C20的一端， 电阻R13的另一端同时连接电阻R14的另一端和电容C20的另一端， 五号放大器的正向输入端同时连接电阻R16的另一端和电阻Rl 7的一端， 电容C22的一端和六号放大器的正极同时接电源正极，电容C21的一端和六号放大器的负极同时接电源负极， 电阻R17的另一端、电容C21的另一端和电容C22的另一端均接电源地。7.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，电压抬升模块(206)包括:电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R26、电容C23、电容C24、电容C25、电容C30、七号放大器和八号放大器； 八号放大器的正向输入端作为电压抬升模块(206)的陷波信号输入端，电阻R26的一端和电容C30的一端相连并作为电压抬升模块(206)的模拟信号输出端， 电阻R18的一端连接电源正极， 电阻R18的另一端、电阻R19的一端同时连接七号放大器的正向输入端，七号放大器的反向输入端和七号放大器的输出端同时连接八号放大器的参考端，七号放大器的正极和电容C23的一端同时连接电源正极， 电阻R20的两端分别与八号放大器增益调节端的两个连接端相连， 八号放大器的正极和电容C24的一端同时连接电源正极，八号放大器的负极和电容C25的一端同时连接电源负极， 电阻R26的另一端连接八号放大器的输出端， 电阻R19的另一端、电容C30的另一端、电容C24的另一端、电容C25的另一端、电容C23的另一端、七号放大器的负极和八号放大器的反向输入端均连接电源地。8.根据权利要求1所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，它还包括:采集节点外壳，信号采集模块(211)、无线传输和信号处理模块(207)、电源管理模块(208)、电池模块(209)和状态指示灯(210)均位于采集节点外壳内， 采集节点外壳为长方体结构，该采集节点外壳表面开有多个电极孔。9.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于， 二阶高通滤波电路(203)为二阶Sallen-key高通滤波电路，截止频率为20Hz，增益为20dB， 四阶低通滤波电路(204)为四阶切比雪夫低通滤波电路，截止频率为400Hz，增益为26dB， 有源双T陷波电路(205)为50Hz工频陷波电路，能够实现50Hz工频的去除。10.根据权利要求2所述的一种便携式人体表面肌电信号采集系统，其特征在于，肌电电极(201)为直径Imm的银丝，长度为10mm，电极间隔为10mm。
【文档编号】A61B5/0492GK105997066SQ201610428499
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】姜力, 刘凯, 樊绍巍, 郭闯强, 程明, 何其佳
【申请人】哈尔滨工业大学