专利名称：基于加速度传感器的手臂复健参数提取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于加速度传感器的手臂复健参数提取装置，用于采集病人在康复训练时手臂动作的瞬时加速度、瞬时速度等运动参数，从而为医生提供更客观的诊断依据，帮助病人更有效地进行康复训练。属于康复领域。
背景技术：
随着生活水平的提高，现代医学的发展，人们对术后或运动损伤后的复健也日趋重视起来。而作为复健治疗不可避免的重要环节之一，即复健水平诊断就更值得引起人们的关注了。目前，国内肢体复健水平诊断方面，主要还是依靠超声检测、B超、放射性骨扫描、 核磁共振成像等方式，对于这些诊断方式的安全性，医学上有较大的争论。众所周知，长期的放射性检查对人体的健康存在着威胁，因此通过物理手段对病人的复健水平进行检测有着极其重要而深远的意义。目前国内已有的物理诊断方式主要是依靠人工进行检测，比如医生通过目测、绘图或用仪器进行测量。这样的检测方法效率较低，主观性较强。国外主要有表面肌电图(美国)、多关节等速评估训练系统(美国)、静态平衡训练评估系统(日本)，动态控制姿势能力评价训练系统(美国)等设备，但是检测对象单一，没有一个全面完整的智能检测系统来对病人的肢体复健水平进行诊断。因此设计一种基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置有着很大的市场空间。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置。本装置以单片机为核心处理芯片，与现代三维加速度传感技术相结合，利用现代三维加速度传感技术的准确性、可靠性以及数据传输时的抗干扰性，实现手臂运动参数的准确提取，以达到良好的复健水平诊断效果。本装置体积小，便携式，可靠性强，性价比高。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案
基于三维加速度传感器的手臂动作提取装置，由一个三维加速度传感模块经一个蓝牙收发模块连接上位机构成；其特征在于所述三维加速度传感模块安装在手持设备上，复健病人将手持模块佩戴在手腕内侧；随着病人复健训练时手臂的运动，所述三维加速度传感模块中的三维加速度传感芯片将采集到的X、Y、Z轴的加速度模拟电压值传给所述三维加速度传感模块中的单片机，由该单片机进行A/D采样后，再经所述蓝牙收发模块将变换后的数字电压值无线传输到所述上位机，该上位机进行如下的后续数据处理 (1) 加速度计算公式
权利要求
1.一种基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置，由一个三维加速度传感模块(1)经一个蓝牙收发模块(2)连接上位机(3)构成，其特征在于所述三维加速度传感模块(1)和蓝牙收发模块(2)安装在手持设备上，复健病人在手腕内侧佩戴好该手持装置；当病人在进行复健运动时，所述三维加速度传感模块(1)中的三维加速度传感芯片 (4)将采集到的X、Y、Z轴的加速度模拟电压值传给所述三维加速度传感模块(1)中的单片机(5)，由该单片机(5)进行A/D采样，再经所述蓝牙收发模块(2)将变换后的数字电压值无线传输到所述上位机(3)再进行一系列的后续数据处理；对加速度变化设定一个阈值，当实际变化值小于阈值时，则认为载体做勻加速运动或运动的加速度接近于0，此时不进行后续计算；当实际变化值大于阈值时，则继续进行后续计算；为了消除由于偶然出现的脉冲干扰而引起的采样值偏差，采取中位值平均滤波法，即连续采样η个加速度数据，去掉一个最大值amax和一个最小值^lin，然后计算n-2个加速度值的算术平均，即
2.根据权利要求1所述的基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置，其特征在于所述三维加速度传感模块(1)由电源(6)、有源晶体振荡器(8)、单片机(5)、复位电路 (7)、三维加速度传感芯片(4)和蓝牙发送模块(9)组成；其相互连接关系为电源(6)分别与单片机(5)、三维加速度传感传感芯片(4)、有源晶体振荡(8)和蓝牙发送模块(9)相连， 三维加速度传感芯片(4)与单片机(5)相连，单片机(5)分别与有源晶体振荡器(8)、复位电路(7)、三维加速度传感芯片(4)和蓝牙发送模块(9)相连。
3.根据权利要求2所述的基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置，其特征在于所述单片机(5)采用PIC16F876A单片机，所述三维加速度传感芯片(4)采用MMA7260QT 三维加速度传感芯片，所述蓝牙收发模块(2)采用HC-04蓝牙收发模块，所述有源晶体振荡器(8)频率为8MHz，所述电源(6)为5V直流电。
全文摘要
本发明涉及一种基于三维加速度传感器的手臂复健参数提取装置。它由一个三维加速度传感模块经一个蓝牙收发模块连接上位机构成。三维加速度传感模块安装在手持设备上，复健病人将上述手持设备佩戴在手腕内侧，随着病人复健运动时的手臂运动，三维加速度传感芯片将采集到的X、Y、Z轴的加速度模拟电压值传给单片机，由单片机进行A/D采样，再经蓝牙收发模块将变换后的数字电压值无线传输到上位机进行一系列的后续数据处理，从而对复健过程中手臂运动参数进行有效地提取。本发明以单片机为核心处理芯片，与现代压力传感技术相结合，利用三位加速度传感技术的准确性、可靠性以及数据传输时的抗干扰性。实现复健训练时人体手臂动作的准确提取，以达到良好的复健效果，结构简单，可靠性强，性价比高。
文档编号A61B5/11GK102440782SQ20111028475
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月23日 优先权日2011年9月23日
发明者范天翔, 蒋慧娴, 贺晶, 陆亨立, 陆小锋, 陆晓成 申请人:上海大学, 上海磐宏电子科技有限公司