人体关节角度测量系统的制作方法

本实用新型涉及生物医学工程技术领域，尤其涉及一种人体关节角度测量系统。

背景技术：

人体关节角度测量在运动学和医学领域应用广泛，每个关节的运动涉及到两个肢体，可以将两个肢体看作刚体，刚体间的相对运动就产生了角度的变化，给两个刚体分别做上记号，就能获得相应关节的角度变化情况。以前人们通过做标记进行手工测量，只能测静态的角度。

后来随着电子技术的发展，计算机的计算能力得到了很大的提高，计算机视觉识别技术得到了迅速的发展。通过在关节延伸处设置多个标记点，可以利用双目视觉捕捉设备获得标记点的空间运动情况，将这些数据传送给计算机处理后，就能测得关节的运动角度，这种测量是实时的，可动态也可静态测量。但是现有技术中使用台式机以及双目视觉捕捉设备进行检测和显示，整体测量系统结构复杂，使用不够便利，不方便携带。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种人体关节角度测量系统，旨在解决现有技术中存在使用台式机以及双目视觉捕捉设备进行检测和显示导致整体测量系统结构复杂、使用不够便利以及不方便携带的问题。

本实用新型是这样实现的，本实用新型第一方面提供一种人体关节角度测量系统，所述人体关节角度测量系统包括第一三轴加速度检测模块、第二三轴加速度检测模块、控制模块、无线通讯模块、电源模块以及移动终端；

所述第一三轴加速度检测模块的信号输出端连接所述控制模块的第一信号输入端，所述第二三轴加速度检测模块的信号输出端连接所述控制模块的第二信号输入端，所述控制模块的信号输出端连接所述无线通讯模块的信号输入端，所述电源模块的电压输出端连接所述控制模块的电压输入端，所述无线通讯模块与所述移动终端无线连接；

所述第一三轴加速度检测模块和所述第二三轴加速度检测模块可穿戴式的设置于人体关节所连接的第一人体部位和第二人体部位上；

所述第一三轴加速度检测模块采集第一人体部位的第一三轴加速度，并将所述第一三轴加速度输出给所述控制模块；

所述第二三轴加速度检测模块采集第二人体部位的第二三轴加速度，并将所述第二三轴加速度输出给所述控制模块；

所述控制模块将所述第一三轴加速度和所述第二三轴加速度通过所述无线通讯模块传输给所述移动终端；

所述移动终端根据所述第一三轴加速度和所述第二三轴加速度获取人体关节的角度，并进行显示。

结合本实用新型第一方面，作为第一方面的第一种实施方式，所述第一三轴加速度检测模块包括第一三轴加速度传感器、第一滤波器以及第一放大器，所述第一三轴加速度传感器的信号输出端连接所述第一滤波器的信号输入端，所述第一滤波器的信号输出端连接所述第一放大器的信号输入端，所述第一放大器的信号输出端为所述第一三轴加速度检测模块的信号输出端；

所述第一三轴加速度传感器采集人体关节所连接的第一人体部位的第一三轴加速度，并将所述第一三轴加速度输出给所述第一滤波器；

所述第一滤波器对所述第一三轴加速度进行滤波后输出给所述第一放大器；

所述第一放大器对滤波后的第一三轴加速度进行放大后输出给所述控制模块。

结合本实用新型第一方面，作为第一方面的第二种实施方式，所述第二三轴加速度检测模块包括第二三轴加速度传感器、第二滤波器以及第二放大器，所述第二三轴加速度传感器的信号输出端连接所述第二滤波器的信号输入端，所述第二滤波器的信号输出端连接所述第二放大器的信号输入端，所述第二放大器的信号输出端为所述第二三轴加速度检测模块的信号输出端；

所述第二三轴加速度传感器采集人体关节所连接的第二人体部位的第二三轴加速度，并将所述第二三轴加速度输出给所述第二滤波器；

所述第二滤波器对所述第二三轴加速度进行滤波后输出给所述第二放大器；

所述第二放大器对滤波后的第二三轴加速度进行放大后输出给所述控制模块。

结合本实用新型第一方面，作为第一方面的第三种实施方式，所述无线通讯模块为蓝牙模块或者WIFI模块。

结合本实用新型第一方面，作为第一方面的第四种实施方式，所述移动终端为手机或者PAD。

结合本实用新型第一方面，作为第一方面的第五种实施方式，所述第一三轴加速度检测模块和所述第二三轴加速度检测模块安装在两条相互连接的长度可调的柔性绑带上。

本实用新型提供一种人体关节角度测量系统，通过将第一三轴加速度检测模块和第二三轴加速度检测模块可穿戴的设置于人体关节所连接的第一人体部位和第二人体部位，可以方便的获取第一人体部位和第二人体部位的三轴加速度值，将三轴加速度值通过无线的方式输出给移动终端，不受接线和空间的束缚，利用移动终端作为接收和显示端，整个系统结构简单轻巧，使用方便并且便于携带。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种人体关节角度测量系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的人体关节角度测量系统中的第一三轴加速度检测模块的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的人体关节角度测量系统中的第二三轴加速度检测模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供一种人体关节角度测量系统，如图1所示，人体关节角度测量系统包括第一三轴加速度检测模块101、第二三轴加速度检测模块102、控制模块103、无线通讯模块104、电源模块105以及移动终端20；

第一三轴加速度检测模块101的信号输出端连接控制模块103的第一信号输入端，第二三轴加速度检测模块102的信号输出端连接控制模块103的第二信号输入端，控制模块103的信号输出端连接无线通讯模块104的信号输入端，电源模块105的电压输出端连接控制模块103的电压输入端，无线通讯模块104与移动终端20无线连接；

第一三轴加速度检测模块101和第二三轴加速度检测模块102可穿戴式的设置于人体关节所连接的第一人体部位和第二人体部位上；

第一三轴加速度检测模块101采集第一人体部位的第一三轴加速度，并将第一三轴加速度输出给控制模块103；

第二三轴加速度检测模块102采集第二人体部位的第二三轴加速度，并将第二三轴加速度输出给控制模块103；

控制模块103将第一三轴加速度和第二三轴加速度通过无线通讯模块104传输给移动终端20；

移动终端20根据第一三轴加速度和第二三轴加速度获取人体关节的角度，并进行显示。

在本实施例中，其中，对于电源模块105，电源模块105为锂电池模块，负责对整个装置进行供电和充电，电源模块105包括充放电电路和充电保护电路。

其中，对于第一三轴加速度检测模块101和第二三轴加速度检测模块102，其内部设有三轴加速度传感器和相关的信号处理电路，两个三轴加速度传感器分别负责获取与人体关节相关的两个肢体的X、Y、Z三轴空间数据，第一三轴加速度检测模块101和第二三轴加速度检测模块102安装在两条相互连接的长度可调的柔性绑带上，通过柔性绑带固定在人体关节的两个肢体上。

其中，对于控制模块103，控制模块103可以为单片机或者微处理器(MCU)，该MCU可以包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)、只读存储模块(read-only memory，ROM)、随机存储模块(random access memory，RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D converter)、以及复数输入/输出。当然，控制模块103301也可以采用其它形式的集成电路，如：特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可程序化门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。控制模块103负责三轴加速度数据的模数转化和控制无线通讯，通过6个ADC接口采集两组三轴X、Y、Z信号，进行简单的向量运算后传给无线通讯模块104。

其中，对于无线通讯模块104，其负责无线通讯，将两组三轴X、Y、Z信号无线传送给移动终端20，无线通讯模块104为蓝牙模块或者WIFI模块。

其中，对于移动终端20，移动终端20负责接收无线通讯模块104传过来的两组三轴X、Y、Z信号，并根据两组三轴X、Y、Z信号进行角度运算和显示，移动终端20为手机或者PAD。

基于本实施例，通过将第一三轴加速度检测模块和第二三轴加速度检测模块可穿戴的设置于人体关节所连接的第一人体部位和第二人体部位，可以方便的获取第一人体部位和第二人体部位的三轴加速度值，将三轴加速度值通过无线的方式输出给移动终端，不受接线和空间的束缚，利用移动终端作为接收和显示端，整个系统结构简单轻巧，使用方便并且便于携带。

基于上述实施例，对于第一三轴加速度检测模块101，具体的，如图2所示，第一三轴加速度检测模块101包括第一三轴加速度传感器1011、第一滤波器1012以及第一放大器1013，第一三轴加速度传感器1011的信号输出端连接第一滤波器1012的信号输入端，第一滤波器1012的信号输出端连接第一放大器1013的信号输入端，第一放大器1013的信号输出端为第一三轴加速度检测模块101的信号输出端；

第一三轴加速度传感器1011采集人体关节所连接的第一人体部位的第一三轴加速度，并将第一三轴加速度输出给第一滤波器1012；

第一滤波器1012对第一三轴加速度进行滤波后输出给第一放大器1013；

第一放大器1013对滤波后的第一三轴加速度进行放大后输出给控制模块103。

对于第二三轴加速度检测模块102，具体的，如图3所示，第二三轴加速度检测模块102包括第二三轴加速度传感器1021、第二滤波器1022以及第二放大器1023，第二三轴加速度传感器1021的信号输出端连接第二滤波器1022的信号输入端，第二滤波器1022的信号输出端连接第二放大器1023的信号输入端，第二放大器1023的信号输出端为第二三轴加速度检测模块102的信号输出端；

第二三轴加速度传感器1021采集人体关节所连接的第二人体部位的第二三轴加速度，并将第二三轴加速度输出给第二滤波器1022；

第二滤波器1022对第二三轴加速度进行滤波后输出给第二放大器1023；

第二放大器1023对滤波后的第二三轴加速度进行放大后输出给控制模块103。

本实施方式，通过在三轴加速度检测模块中设置滤波器和放大器，实现了对所获取的三轴加速度信号的过滤和放大，可以得到准确的三轴加速度值。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。