基于fpga的下肢康复设备的制作方法
【专利摘要】基于FPGA的下肢康复设备，属于医疗器械【技术领域】，用于解决瘫痪病人下肢康复训练困难的缺陷。本实用新型的基于FPGA的下肢康复设备包括光电编码器、光电耦合器、FPGA芯片、USB接口芯片、上位机、电源、晶振。本实用新型的有益效果是：能够实时收集患者进行下肢康复训练时的数据，收集患者身体状态指标数据，为患者进行后续的康复治疗提供依据。
【专利说明】基于FPGA的下肢康复设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及医疗器械【技术领域】，尤其涉及一种基于FPGA的下肢康复设备。
【背景技术】
[0002]瘫痪病是一种常见的疾病，尤其在老年人中比例居多，特别是下肢瘫痪患者，由于行走不便，日常生活不能自理，必须有人陪同照看。在下肢瘫痪患者康复训练时，需要借助于一些康复仪器，通过经常性的锻炼才可以慢慢恢复，但是，在康复训练过程中，大部分康复设备只能机械式地康复训练，不能收集瘫痪病人康复训练时身体状况的指标数据。
实用新型内容
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种能够收集患者下肢康复训练时身体指标数据的基于FPGA的下肢康复设备。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种基于FPGA的下肢康复设备，包括机械系统、FPGA芯片、通过USB接口芯片与所述FPGA芯片通信相连的PC上位机、电源，还包括安装在所述机械系统上的光电编码器、光电親合器，所述光电親合器的信号输入端口与所述光电编码器相连，所述光电耦合器的信号输出端口与所述FPGA芯片相连；所述FPGA芯片包括CPU、FIFO缓存器、PLL时钟，所述FPGA芯片PLL时钟的输入端与晶振相连。
[0005]所述FPGA芯片为Altera公司Cyclone III EP3C系列器件，其型号为EP3C16Q240C8N。
[0006]所述晶振为50MHz温补晶振。
[0007]本实用新型的有益效果是:能够对患者下肢进行康复训练时的身体状况进行数据监测，为以后的康复治疗提供依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做出说明。
[0010]参见图1，本实用新型实施例的基于FPGA的下肢康复设备包括机械系统、光电编码器、光电耦合器、FPGA芯片、USB接口芯片、PC上位机、电源以及晶振。
[0011]光电编码器安装在机械系统上，能够收集下肢运动时的位移数据，并将数据通过光电親合器的输入端口传递给光电親合器。
[0012]光电耦合器用于降低光电编码器输出的数字信号电压，是电压与FPGA芯片相匹配。
[0013]FPGA芯片与光电耦合器的输出端口相连。本实施例选用的FPGA芯片为Altera公司Cyclone III EP3C系列器件，其型号为EP3C16Q240C8N。该芯片采用的是240管脚的PQFP封装，核电压为1.2V，周边I/O电源为3.3V，具有15408个逻辑单元，56个M9K存储器模块，存储器总数量为504Kbit，包含56个乘法器，4个锁相环(PLL)和20个全局时钟网络，支持最大用户I/O引脚数量为160个。这些丰富的片上资源在加上其灵活的编程方式使得该芯片成为应用于具有复杂逻辑及有存储、缓冲能力的数据采集系统最适合的选择。
[0014]FPGA芯片包括CPU、FIFO缓存器、PLL时钟。PLL时钟的输入端与50MHz温补晶振相连。50MHz温补晶振用于提供时钟信号。
[0015]FPGA芯片将光电耦合器传递过来的数据通过CPU进行处理后存储进FIFO缓存器，然后经USB接口芯片传递给PC上位机。
[0016]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种基于FPGA的下肢康复设备，包括机械系统、FPGA芯片、通过USB接口芯片与所述FPGA芯片通信相连的PC上位机、电源，其特征在于:还包括安装在所述机械系统上的光电编码器、光电親合器，所述光电親合器的信号输入端口与所述光电编码器相连，所述光电耦合器的信号输出端口与所述FPGA芯片相连；所述FPGA芯片包括CPU、FIFO缓存器、PLL时钟，所述FPGA芯片PLL时钟的输入端与晶振相连。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的下肢康复设备，其特征在于:所述FPGA芯片为Altera 公司 Cyclone III EP3C 系列器件，其型号为 EP3C16Q240C8N。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的下肢康复设备，其特征在于:所述晶振为50MHz温补晶振。
【文档编号】A61H1/02GK204260749SQ201420664505
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】姚涛 申请人:天津市意欧风范科技有限公司