改善假肢步态的振动反馈系统的制作方法

文档序号:23408052发布日期:2020-12-25 08:12阅读:71来源:国知局
改善假肢步态的振动反馈系统的制作方法

本实用新型涉及假下肢训练技术领域,具体地说,是一种改善假肢步态的振动反馈系统。



背景技术:

由血管疾病、创伤、肿瘤等各种原因造成的小腿截肢已形成一个日益庞大的群体,肢体的缺失给截肢患者的日常生活带来巨大的挑战,为了满足日常生活的需求,安装假肢为必备之选;由于小腿和足部缺失,截肢患者是靠残留的一截小腿穿在接受腔里,然后依靠假脚进行行走,残肢侧和地面没有直接的接触,截肢患者很难像正常人那样从地面获得反馈,截肢患者心里没底,从而特别没有安全感,害怕跌倒。于是他们行走时多会以健侧更多的承重来获得地面信息,造成了双侧行走的不对称。

为了减少长期穿戴假肢因双侧不对称引起的腰痛、关节炎等并发症,让截肢患者的假肢能够尽量模拟正常下肢的行走,并能感知地面是否平整的信息,让步长、步频、步速、步态周期等各项行走指标尽量接近正常人,需要一种辅助截肢患者在使用假肢行走时能得到地面及步态反馈信息的装置和振动反馈控制方法。



技术实现要素:

为了让截肢患者在使用假肢行走时能得到反馈信息,本实用新型提出一种改善假肢步态的振动反馈系统,包括振动控制组件、速度检测机构和振动反馈机构,所述振动控制组件设置有振动控制电路,每个所述速度检测机构均设置有速度检测电路,每个振动反馈机构均设置有振动反馈电路,所述振动控制单元的信号输入端组分别与一个所述速度检测电路的信号输出端连接,所述振动控制单元的信号输出端组分别与一个所述振动反馈模块的信号接收端连接,通过速度检测电路检测截肢患者行走时的速度数据并传输给振动控制电路,振动控制电路处理速度数据,经振动反馈电路向截肢患者反馈振动信息,截肢患者就能通过振动信息调整走路姿态,加快适应假肢。

为达到上述目的,本实用新型的具体内容为:

一种改善假肢步态的振动反馈系统,包括振动控制组件、速度检测机构、振动反馈机构、供电信号线和固定机构,其关键在于,所述供电信号线包括腿部检测组供电信号线、脚部检测组供电信号线和矫正组供电信号线。

所述腿部检测组供电信号线的腿部检测输出端与所述振动控制组件连接,所述腿部检测组供电信号线远离腿部检测输出端上设置有至少2组速度检测机构,每一组所述速度检测机构设置有两个速度检测机构。

所述脚部检测组供电信号线的脚部检测输出端与所述振动控制组件连接,所述脚部检测组供电信号线远离腿部检测输出端上设置有至少1个速度检测机构。

所述矫正组供电信号线的矫正输出端与所述振动控制组件连接,所述矫正组供电信号线远离矫正输出端上设置有至少4个振动反馈机构。

所述速度检测机构和振动反馈机构经所述固定机构固定。

所述振动控制组件设置有振动控制电路,该振动控制电路设置有振动控制单元、振动控制对外连接单元、振动控制电源调压单元、振动控制电源监控单元、振动控制外存储单元和振动控制晶振单元;所述振动控制晶振单元连接所述振动控制单元,所述振动控制单元连接振动控制外存储单元,所述振动控制电源调压单元的电源输入端接所述振动控制对外连接单元的输出端,所述振动控制电源调压单元的电源输出端与所述振动控制单元的电源端连接,所述振动控制电源监控单元的电源采集端与所述振动控制电源调压单元的电源输出端连接,所述振动控制电源监控单元的电源控制端与所述振动控制单元连接。

每个所述速度检测机构均设置有速度检测电路,每个振动反馈机构均设置有振动反馈电路,所述振动控制单元的信号输入端组分别与一个所述速度检测电路的信号输出端连接,所述振动控制单元的信号输出端组分别与一个所述振动反馈电路的信号接收端连接。

采用上述设计,振动控制组件通过振动控制电路采集每个速度检测机构中速度检测电路反馈的速度数据,振动控制单元处理速度数据后,控制相应的振动反馈机构动作向截肢患者反馈振动信息,截肢患者就能通过振动信息调整走路姿态,加快适应假肢;振动控制组件分别经腿部检测组电信号线和脚部检测组供电信号与速度检测机构连接,检测脚部和腿部的数据信息,得到信息更完整,并且速度检测机构之间相互独立,互不干扰;振动控制组件经矫正组供电信号线与振动反馈机构连接,通过振动反馈机构向截肢患者反馈振动信息,并且速度检测机构与振动反馈机构,速度检测机构和振动反馈机构之间相互独立,互不干扰。

进一步描述,所述振动控制对外连接单元包括型号为usb-microb的接口连接器j1,该接口连接器j1的第零引脚接地,所述接口连接器j1的第五引脚接地,所述接口连接器j1的第一引脚作为所述振动控制对外连接单元的输出端输出电源v50,所述接口连接器j1的第二引脚、第三引脚和第四引脚作为电源输入端口连接外接电源。

所述振动控制电源调压单元包括型号为spx1117的电压调节器芯片q1,该电压调节器芯片q1的第三引脚作为所述振动控制电源调压单元的电源输入端接所述接口连接器j1的第一引脚,所述电压调节器芯片q1的第一引脚接地,所述电压调节器芯片q1的第二引脚作为所述振动控制电源调压单元的电源输出端输出电源v33,所述电压调节器芯片q1的第零引脚接所述电压调节器芯片q1的第二引脚,所述电压调节器芯片q1的第三引脚接第一极性电容c1的阳极,该第一极性电容c1的阴极接地,所述电压调节器芯片q1的第三引脚经第二电容c2接地,所述电压调节器芯片q1的第二引脚接第四极性电容c4的阳极,该第四极性电容c4的阴极接地,所述电压调节器芯片q1的第二引脚分别经第三电容c3、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8和第九电容c9接地。

所述振动控制单元包括型号为stm32f103rct6的处理器芯片u1,该处理器芯片u1的第十三引脚接电源v33,所述处理器芯片u1的第一引脚、第十九引脚、第三十二引脚、第四十八引脚和第六十四引脚互连作为所述振动控制单元的电源端接所述电压调节器芯片q1的第二引脚,所述处理器芯片u1的第十二引脚接地,所述处理器芯片u1的第十八引脚、第三十一引脚、第四十七引脚和第六十三引脚互连接地,所述处理器芯片u1的第二十八引脚经第二电阻r2接地,所述处理器芯片u1的第六十引脚经第一电阻r1接地。

所述处理器芯片u1的第五十七引脚作为所述处理器芯片u1的第一数据输出端,所述振动控制电路的信号输出端组至少包括所述处理器芯片u1的第一数据输出端。

所述处理器芯片u1的第四十一引脚和第四十二引脚作为所述处理器芯片u1的第一信号输入端,所述振动控制电路的信号输入端组至少包括所述处理器芯片u1的第一信号输入端。

所述振动控制电源监控单元包括型号为imp809的监控芯片q2,该监控芯片q2的第一引脚接地,所述监控芯片q2的第三引脚作为所述振动控制电源监控单元的电源采集端接所述电压调节器芯片q1的第二引脚,所述监控芯片q2的第二引脚接所述处理器芯片u1的第七引脚。

所述振动控制晶振单元包括第一晶振x1,该第二晶振x1的一端接所述处理器芯片u1的第五引脚,所述第一晶振x1的一端经第十电容c10接地,所述第一晶振x1的另一端接所述处理器芯片u1的第六引脚,所述第一晶振x1的另一端经第十一电容c11接地。

所述振动控制外存储单元包括型号为24c01的存储器芯片u2,该存储器芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚互连接地,所述存储器芯片u2的第七引脚接地,所述存储器芯片u2的第八引脚接电源v33,所述存储器芯片u2的第五引脚经第四电阻r4接电源v33,所述存储器芯片u2的第四引脚接所述处理器芯片u1的第四十五引脚,所述存储器芯片u2的第六引脚经第三电阻r3接电源v33,所述存储器芯片u2的第六引脚接所述处理器芯片u1的第四十四引脚。

采用上述方案,振动控制电路通过振动控制单元处理采集的速度数据,振动控制对外连接单元接外接电源,振动控制电源调压单元对外接电源进行调压,振动控制电源监控单元监控振动控制电源调压单元输出电源的稳定性,保证振动控制电路供电正常;振动控制外存储单元存储数据;振动控制晶振单元向处理器芯片晶振信号。

再进一步描述,所述速度检测电路设置有传感器单元、传感器电源调压单元、传感器电源监控单元和传感器晶振单元,所述传感器晶振单元连接所述传感器单元,所述传感器电源监控单元连接所述传感器单元,所述传感器电源调压单元向所述传感器单元和传感器电源监控单元供电。

再进一步描述,所述传感器单元包括型号为stm32f103t8u6的处理器芯片u3和型号为mpu6050的传感器芯片u4,所述传感器微处理器包括处理器芯片u3,所述处理器芯片u3的第一引脚、第六引脚、第十九引脚和第二十七引脚互连接电源v33,所述处理器芯片u3的第五引脚、第十八引脚、第二十六引脚和第三十六引脚互连接地,所述,所述处理器芯片u3的第九引脚接所述传感器芯片u4的第九引脚,所述处理器芯片u3的第十引脚接所述传感器芯片u4的第九引脚的第十二引脚,所述处理器芯片u3的第三十三引脚接所述传感器芯片u4的第二十四引脚,所述处理器芯片u3的第三十四引脚接所述传感器芯片u4的第二十三引脚,所述传感器芯片u4的第八引脚接电源v33,所述传感器芯片u4的第一引脚接地,所述传感器芯片u4的第一引脚经第二十一电容c21接所述传感器芯片u4的第八引脚,所述传感器芯片u4的第十引脚经第二十二电容c22接所述传感器芯片u4的第十一引脚,该传感器芯片u4的第十一引脚接地,所述传感器芯片u4的第十三引脚接电源v33,所述传感器芯片u4的第十八引脚经第二十三电容c23接所述传感器芯片u4的第二十引脚,所述传感器芯片u4的第二十三引脚经第二十二电阻r22接电源v33,所述传感器芯片u4的第二十四引脚经第二十一电阻r21接电源v33,所述处理器芯片u3的第十七引脚经第三十一电阻r31接地,所述处理器芯片u3的第三十五引脚经第三十二电阻接地,所述处理器芯片u3的第二十一引脚和第二十二引脚作为所述速度检测电路的信号输端。

所述传感器电源调压单元包括型号为spx1117的电压调节器芯片q3,所述电压调节器芯片q3的第三引脚输入电源v50,所述电压调节器芯片q3的第一引脚接地,所述电压调节器芯片q3的第二引脚输出电源v33,所述电压调节器芯片q3的第零引脚接所述电压调节器芯片q3的第二引脚,所述电压调节器芯片q3的第三引脚接第三十一极性电容c31的阳极,该第三十一极性电容c31的阴极接地,所述电压调节器芯片q3的第三引脚经第三十二电容c32接地,所述电压调节器芯片q3的第二引脚接第三十四极性电容c34的阳极,该第三十四极性电容c34的阴极接地,所述电压调节器芯片q3的第二引脚分别经第三十三电容c33、第三十五电容c35、第三十六电容c36和第三十七电容c37接地。

所述传感器电源监控单元包括型号为imp809的监控芯片q4,该监控芯片q4的第一引脚接地,所述监控芯片q4的第三引脚接电源v33,所述监控芯片q4的第二引脚接所述处理器芯片u3的第四引脚。

所述传感器晶振单元包括第二晶振x2,该第二晶振x2的一端接所述处理器芯片u3的第二引脚,所述第二晶振x2的一端经第三十八电容c38接地,所述第二晶振x2的另一端接所述处理器芯片u3的第三引脚,所述第二晶振x2的另一端经第三十九电容c39接地。

采用上述方案,速度检测电路通过传感器单元中的传感器芯片检测截肢患者的速度数据,其中处理器芯片将传感器芯片检测的速度数据整合发送给振动控制电路;传感器电源调压单元为速度检测电路调压供电;传感器电源监控单元,保证速度检测电路供电稳定;传感器晶振单元向传感器单元中的处理器芯片提供晶振信号。

再进一步描述,所述振动反馈电路上设置有电机电源单元、驱动单元,所述电机电源单元为所述驱动单元供电。

所述电机电源单元包括型号为spx1117的电压调节芯片q5,该电压调节芯片q5的第三引脚接电源v50,所述电压调节芯片q5的第一引脚接地,所述电压调节芯片q5的第二引脚输出电源v33,所述电压调节芯片q5的第零引脚接所述电压调节芯片q5的第二引脚,所述电压调节芯片q5的第三引脚经第五十一电容接地,所述电压调节芯片q5的第二引脚经第五十二电容接地。

所述驱动单元包括第五十二三极管q52、电机控制端口j2和振动电机35,该第五十二三极管q52的基极经第五十一电阻r51接所述振动电机35的信号端,所述振动电机35的电源端的一端接电源v50,所述振动电机35的电源端的另一端接地,所述第五十二三极管q52的集电极接所述电机控制端口j2的第二引脚,所述电机控制端口j2的第一引脚接电源v33,所述第五十二三极管q52的集电极接第一二极管d1阳极,该第一二极管d1阴极接电源v33,所述第五十二三极管q52的发射极接地,所述第五十二三极管q52的基极经第五十二电阻接所述第五十二三极管q52的发射极,所述电机控制端口j2作为所述振动反馈电路的信号接收端。

采用上述方案,振动反馈电路通过电机控制端口接收振动控制单元的信号输出端组输出的信号,控制驱动单元让振动电机转动,向截肢患者反馈振动信号;其中,电机电源单元为驱动单元及其振动电机供电。

进一步描述,所述速度检测机构包括加速度传感器贴片,该加速度传感器贴片包括传感器粘贴片、传感器电路板和传感器电路板覆盖片,所述传感器粘贴片包括粘贴面和安装面,所述安装面上可拆卸的与传感器电路板的背面固定。

所述传感器电路板覆盖片的面积大于所述传感器电路板的面积,所述传感器电路板覆盖片盖装在所述传感器电路板正面上,并与所述安装面贴合。

采用上述方案,速度检测机构采用加速度传感器贴片,利用贴片的优点,其重量轻,能紧密依附于截肢患者身体表面,加速度传感器贴片安装稳定,检测数据精准;贴片体积小,不会在截肢患者行走时产生干涉,干扰监测数据。

再进一步描述,所述振动反馈机构包括振动电机贴片,该振动电机贴片与所述加速度传感器贴片结构相同,所述振动电机贴片包括有振动粘贴片、振动电机电路板和振动电机电路板覆盖片。

采用上述方案,振动反馈机构采用振动电机贴片,利用贴片的优点,其重量轻,能紧密依附于截肢患者身体表面,能准确的向截肢患者反馈腿部运动信息;贴片体积小,不会与截肢患者的其他部位产生干涉,避免接收到错误的振动信息。

再进一步描述,所述固定机构包括贴片弹性绑带,所述贴片弹性绑带的一端均设置有卡扣,所述贴片弹性绑带的另一端均设置有与卡扣相配合的卡扣槽。

所述贴片弹性绑带包括内贴面和对外面,所述贴片弹性绑带的内贴面上设置有贴片固定区,该贴片固定区设置有粘扣带的刺毛面。

所述传感器电路板覆盖片中远离传感器电路板的一面设置有粘扣带的圆毛面,所述加速度传感器贴片经粘扣带的圆毛面与粘扣带的刺毛面相互配合固定在所述贴片弹性绑带上。

所述振动电机电路板覆盖片中远离振动电机电路板的一面设置有粘扣带的圆毛面,所述振动电机贴片经粘扣带的圆毛面与粘扣带的刺毛面相互配合,固定在所述贴片弹性绑带。

采用上述方案,贴片弹性绑带通过卡扣和卡扣槽相互配合绑在截肢患者的腿部;贴片弹性绑带通过粘扣带的刺毛面与粘扣带的圆毛面相互配合,对加速度传感器贴片和振动电机贴片进行固定,减少在测量过程中的位移量,提高检测精准,提高反馈振动信息的准确性。

再进一步描述,所述固定机构还包括腰部弹性绑带,该腰部弹性绑带与所述贴片弹性绑带结构相同。

所述腰部弹性绑带包括内贴面和对外面,所述腰部弹性绑带包括对外面和所述贴片弹性绑带的对外面上均设置有供电信号线卡槽,所述供电信号线通过供电信号线卡槽固定在所述贴片弹性绑带上或所述腰部弹性绑带上。

采用上述方案,通过腰部弹性绑带和贴片弹性绑带上的供电信号线卡槽,将供电信号线固定在供电信号线卡槽,使供电信号线不会因截肢患者行走时晃动,干扰检测数据,同时还便于排查供电信号线的故障。

本实用新型的有益效果:振动控制组件通过振动控制电路采集每个速度检测机构中速度检测电路反馈的速度数据,振动控制电路中的振动控制单元处理速度数据后控制相应的振动反馈机构的振动反馈电路动作向截肢患者反馈振动信息,截肢患者就能通过振动信息调整走路姿态,加快适应假肢;振动控制组件分别经腿部检测组供电信号线和脚部检测组供电信号与速度检测机构连接,检测脚部和腿部的数据信息,振动控制组件经矫正组供电信号线与振动反馈机构连接,通过振动反馈机构向截肢患者反馈振动信息,截肢患者通过振动信息就可以调整步态姿势,加快适应假肢;其中,速度检测机构与振动反馈机构,速度检测机构和振动反馈机构之间相互独立,互不干扰;速度检测机构与振动反馈机构均采用贴片结构,利用贴片重量轻、易贴附、体积小、不会产生干涉的特点,使检测过程和反馈过程更准确。

附图说明

图1是本实用新型的振动控制电路的框图;

图2是本实用新型的振动控制电路的电路图;

图3是本实用新型的传感器电路的电路图;

图4是本实用新型的电机控制电路的电路图;

图5是本实用新型的穿戴视图;

图6是本实用新型的立体视图;

图7是本实用新型的振动控制电路板的示意图;

图8是本实用新型的加速度传感器贴片的爆炸图;

图9是本实用新型的振动电机贴片的爆炸图;

图10是本实用新型的贴片弹性绑带与传感器贴片的局部安装视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。

从图1、图5和图6可以看出,本实施例中,一种改善假肢步态的振动反馈系统,包括振动控制组件、速度检测机构、振动反馈机构、供电信号线4和固定机构:

供电信号线4包括腿部检测组供电信号线4a、脚部检测组供电信号线4b和矫正组供电信号线4c。

腿部检测组供电信号线4a的腿部检测输出端与振动控制组件连接,腿部检测组供电信号线4a远离腿部检测输出端上设置有2组速度检测机构,每一组速度检测机构设置有两个速度检测机构。

脚部检测组供电信号线4b的脚部检测输出端与振动控制组件连接,脚部检测组供电信号线4b远离腿部检测输出端上设置有1个速度检测机构。

矫正组供电信号线4c的矫正输出端与振动控制组件连接,矫正组供电信号线4c远离矫正输出端上设置有4个振动反馈机构。

速度检测机构和振动反馈机构经固定机构固定。

振动控制组件设置有振动控制电路,该振动控制电路设置有振动控制单元、振动控制对外连接单元、振动控制电源调压单元、振动控制电源监控单元、振动控制外存储单元和振动控制晶振单元;振动控制晶振单元连接振动控制单元,振动控制单元连接振动控制外存储单元,振动控制电源调压单元的电源输入端接振动控制对外连接单元的输出端,振动控制电源调压单元的电源输出端与振动控制单元的电源端连接,振动控制电源监控单元的电源采集端与振动控制电源调压单元的电源输出端连接,振动控制电源监控单元的电源控制端与振动控制单元连接。

每个速度检测机构均设置有速度检测电路,每个振动反馈机构均设置有振动反馈电路,振动控制单元的信号输入端组分别与一个速度检测电路的信号输出端连接,振动控制单元的信号输出端组分别与一个振动反馈电路的信号接收端连接。

从图1和图2可以看出,振动控制对外连接单元包括型号为usb-microb的接口连接器j1,该接口连接器j1的第零引脚接地,接口连接器j1的第五引脚接地,接口连接器j1的第一引脚作为振动控制对外连接单元的输出端输出电源v50,接口连接器j1的第二引脚、第三引脚和第四引脚作为电源输入端口连接外接电源。

振动控制电源调压单元包括型号为spx1117的电压调节器芯片q1,该电压调节器芯片q1的第三引脚作为振动控制电源调压单元的电源输入端接口连接器j1的第一引脚,电压调节器芯片q1的第一引脚接地,电压调节器芯片q1的第二引脚作为振动控制电源调压单元的电源输出端输出电源v33,电压调节器芯片q1的第零引脚接电压调节器芯片q1的第二引脚,电压调节器芯片q1的第三引脚接第一极性电容c1的阳极,该第一极性电容c1的阴极接地,电压调节器芯片q1的第三引脚经第二电容c2接地,电压调节器芯片q1的第二引脚接第四极性电容c4的阳极,该第四极性电容c4的阴极接地,电压调节器芯片q1的第二引脚分别经第三电容c3、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8和第九电容c9接地。

振动控制单元包括型号为stm32f103rct6的处理器芯片u1,该处理器芯片u1的第十三引脚接电源v33,处理器芯片u1的第一引脚、第十九引脚、第三十二引脚、第四十八引脚和第六十四引脚互连作为振动控制单元的电源端接电压调节器芯片q1的第二引脚,处理器芯片u1的第十二引脚接地,处理器芯片u1的第十八引脚、第三十一引脚、第四十七引脚和第六十三引脚互连接地,处理器芯片u1的第二十八引脚经第二电阻r2接地,处理器芯片u1的第六十引脚经第一电阻r1接地。

处理器芯片u1的第五十七引脚作为处理器芯片u1的第一数据输出端,处理器芯片u1的第三十五引脚作为处理器芯片u1的第二数据输出端,处理器芯片u1的第三十六引脚作为处理器芯片u1的第三数据输出端,处理器芯片u1的第三十四引脚作为处理器芯片u1的第四数据输出端,处理器芯片u1的第五十八引脚作为处理器芯片u1的第五数据输出端,处理器芯片u1的第五十九四引脚作为处理器芯片u1的第六数据输出端,振动控制单元的信号输出端组包括处理器芯片u1的第一数据输出端、第二数据输出端、第三数据输出端、第四数据输出端、第五数据输出端和第六数据输出端。

处理器芯片u1的第四十一引脚和第四十二引脚作为处理器芯片u1的第一信号输入端,处理器芯片u1的第十六引脚和第十七引脚作为处理器芯片u1的第二信号输入端,处理器芯片u1的第二十九引脚和第三十引脚作为处理器芯片u1的第三信号输入端,处理器芯片u1的第五十一引脚和第五十二引脚作为处理器芯片u1的第四信号输入端,处理器芯片u1的第五十四引脚和第五十三引脚作为处理器芯片u1的第五信号输入端,振动控制单元的信号输入端组至少包括处理器芯片u1的第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端和第五信号输入端。

振动控制电源监控单元包括型号为imp809的监控芯片q2,该监控芯片q2的第一引脚接地,监控芯片q2的第三引脚作为振动控制电源监控单元的电源采集端接电压调节器芯片q1的第二引脚,监控芯片q2的第二引脚接处理器芯片u1的第七引脚。

振动控制晶振单元包括第一晶振x1,该第二晶振x1的一端接处理器芯片u1的第五引脚,第一晶振x1的一端经第十电容c10接地,第一晶振x1的另一端接处理器芯片u1的第六引脚,第一晶振x1的另一端经第十一电容c11接地。

振动控制外存储单元包括型号为24c01的存储器芯片u2,该存储器芯片u2的第一引脚、第二引脚、第三引脚和第四引脚互连接地,存储器芯片u2的第七引脚接地,存储器芯片u2的第八引脚接电源v33,存储器芯片u2的第五引脚经第四电阻r4接电源v33,存储器芯片u2的第四引脚接处理器芯片u1的第四十五引脚,存储器芯片u2的第六引脚经第三电阻r3接电源v33,存储器芯片u2的第六引脚接处理器芯片u1的第四十四引脚。

从图1和图3可以看出,速度检测电路设置有传感器单元、传感器电源调压单元、传感器电源监控单元和传感器晶振单元,传感器晶振单元连接传感器单元,传感器电源监控单元连接传感器单元,传感器电源调压单元向传感器单元和传感器电源监控单元供电。

从图1和图3还可以看出,传感器单元包括型号为stm32f103t8u6的处理器芯片u3和型号为mpu6050的传感器芯片u4,传感器微处理器包括处理器芯片u3,处理器芯片u3的第一引脚、第六引脚、第十九引脚和第二十七引脚互连接电源v33,处理器芯片u3的第五引脚、第十八引脚、第二十六引脚和第三十六引脚互连接地,处理器芯片u3的第九引脚接传感器芯片u4的第九引脚,处理器芯片u3的第十引脚接传感器芯片u4的第九引脚的第十二引脚,处理器芯片u3的第三十三引脚接传感器芯片u4的第二十四引脚,处理器芯片u3的第三十四引脚接传感器芯片u4的第二十三引脚,传感器芯片u4的第八引脚接电源v33,传感器芯片u4的第一引脚接地,传感器芯片u4的第一引脚经第二十一电容c21接传感器芯片u4的第八引脚,传感器芯片u4的第十引脚经第二十二电容c22接传感器芯片u4的第十一引脚,该传感器芯片u4的第十一引脚接地,传感器芯片u4的第十三引脚接电源v33,传感器芯片u4的第十八引脚经第二十三电容c23接传感器芯片u4的第二十引脚,传感器芯片u4的第二十三引脚经第二十二电阻r22接电源v33,传感器芯片u4的第二十四引脚经第二十一电阻r21接电源v33,处理器芯片u3的第十七引脚经第三十一电阻r31接地,处理器芯片u3的第三十五引脚经第三十二电阻接地,处理器芯片u3的第二十一引脚和第二十二引脚作为速度检测电路的信号输端,本实施例中,每个速度检测电路的信号输端连接处理器芯片u1的第一信号输入端、第二信号输入端、第三信号输入端、第四信号输入端和第五信号输入端中的任意一端。

传感器电源调压单元包括型号为spx1117的电压调节器芯片q3,电压调节器芯片q3的第三引脚输入电源v50,电压调节器芯片q3的第一引脚接地,电压调节器芯片q3的第二引脚输出电源v33,电压调节器芯片q3的第零引脚接电压调节器芯片q3的第二引脚,电压调节器芯片q3的第三引脚接第三十一极性电容c31的阳极,该第三十一极性电容c31的阴极接地,电压调节器芯片q3的第三引脚经第三十二电容c32接地,电压调节器芯片q3的第二引脚接第三十四极性电容c34的阳极,该第三十四极性电容c34的阴极接地,电压调节器芯片q3的第二引脚分别经第三十三电容c33、第三十五电容c35、第三十六电容c36和第三十七电容c37接地。

传感器电源监控单元包括型号为imp809的监控芯片q4,该监控芯片q4的第一引脚接地,监控芯片q4的第三引脚接电源v33,监控芯片q4的第二引脚接处理器芯片u3的第四引脚。

传感器晶振单元包括第二晶振x2,该第二晶振x2的一端接处理器芯片u3的第二引脚,第二晶振x2的一端经第三十八电容c38接地,第二晶振x2的另一端接处理器芯片u3的第三引脚,第二晶振x2的另一端经第三十九电容c39接地。

从图1和图4可以看出,振动反馈电路上设置有电机电源单元、驱动单元,电机电源单元为驱动单元供电。

电机电源单元包括型号为spx1117的电压调节芯片q5,该电压调节芯片q5的第三引脚接电源v50,电压调节芯片q5的第一引脚接地,电压调节芯片q5的第二引脚输出电源v33,电压调节芯片q5的第零引脚接电压调节芯片q5的第二引脚,电压调节芯片q5的第三引脚经第五十一电容接地,电压调节芯片q5的第二引脚经第五十二电容接地。

驱动单元包括第五十二三极管q52、电机控制端口j2和振动电机35,该第五十二三极管q52的基极经第五十一电阻r51接振动电机35的信号端,振动电机35的电源端的一端接电源v50,振动电机35的电源端的另一端接地,第五十二三极管q52的集电极接电机控制端口j2的第二引脚,电机控制端口j2的第一引脚接电源v33,第五十二三极管q52的集电极接第一二极管d1阳极,该第一二极管d1阴极接电源v33,第五十二三极管q52的发射极接地,第五十二三极管q52的基极经第五十二电阻接第五十二三极管q52的发射极,电机控制端口j2作为振动反馈电路的信号接收端,本实施例中,每个振动反馈电路的信号接收端连接处理器芯片u1的第一数据输出端、第二数据输出端、第三数据输出端、第四数据输出端、第五数据输出端和第六数据输出端中的任意一端。

从图8可以看出,速度检测机构包括加速度传感器贴片2,该加速度传感器贴片2包括传感器粘贴片21、传感器电路板22和传感器电路板覆盖片23,传感器粘贴片21包括粘贴面和安装面,安装面上可拆卸的与传感器电路板22的背面固定。

传感器电路板覆盖片23的面积大于传感器电路板22的面积,传感器电路板覆盖片23盖装在传感器电路板22正面上,并与安装面贴合。

本实施例中,速度检测电路设置在传感器电路板22上。

从9可以看出,振动反馈机构包括振动电机贴片3,该振动电机贴片3与加速度传感器贴片2结构相同,振动电机贴片3包括有振动粘贴片31、振动电机电路板32和振动电机电路板覆盖片33。

本实施例中,振动反馈电路设置在振动电机电路板32上。

从图9还可以看出,振动电机电路板32上安装有振动电机35。

振动电机电路板覆盖片33上开设有与振动电机35位置对应的电机散热通孔36,该电机散热通孔36的孔径与振动电机35的大小相适应。

从图8和图9可以看出,加速度传感器贴片2设置有传感器粘连保持片24,该传感器粘连保持片24与传感器粘贴片21的粘贴面贴合。

振动电机贴片3均设置有振动粘连保持片34,该振动粘连保持片34与振动粘贴片31的粘贴面粘连。

从图7可以看出,振动控制组件包括振动控制电路板1,该振动控制电路板1经供电信号线4连接速度检测机构,振动控制电路板1经供电信号线4连接振动反馈机构,本实施例中,振动控制电路设置在振动控制电路板1上。

从图5和图6可以看出,本实施例中,腿部检测组供电信号线4a设置有4组速度检测机构,该4组速度检测机构对应的4个加速度传感器贴片2分别贴附在截肢患者的健肢侧腿部的大腿外侧和小腿外侧和假肢侧腿部的大腿部外侧和小腿部外侧。

从图5和图6可以看出,本实施例中,脚部检测组供电信号线4b设置有1组速度检测机构,该速度检测机构对应的加速度传感器贴片贴附在截肢患者的假肢脚背上。

从图5和图6可以看出,本实施例中,矫正组供电信号线4c设置有4组振动反馈机构,该4组振动反馈机构对应的四个振动电机贴片3分别贴附在截肢患者的假肢侧大腿部的前侧、后侧、内侧和外侧。

从图5、图6和图10可以看出,本实施例中,固定机构包括贴片弹性绑带51,贴片弹性绑带51的一端均设置有卡扣,贴片弹性绑带51的另一端均设置有与卡扣相配合的卡扣槽。

贴片弹性绑带51包括内贴面和对外面,贴片弹性绑带51的内贴面上设置有贴片固定区,该贴片固定区设置有粘扣带的刺毛面。

传感器电路板覆盖片23中远离传感器电路板22的一面设置有粘扣带的圆毛面,加速度传感器贴片2经粘扣带的圆毛面与粘扣带的刺毛面相互配合固定在贴片弹性绑带51上。

振动电机电路板覆盖片33中远离振动电机电路板32的一面设置有粘扣带的圆毛面,振动电机贴片3经粘扣带的圆毛面与粘扣带的刺毛面相互配合,固定在贴片弹性绑带51。

贴片弹性绑带51通过卡扣和卡扣槽的配合将加速度传感器贴片2和振动电机贴片3固定在截肢患者的下肢。

从图5、图6和图10可以看出,本实施例中,固定机构还包括腰部弹性绑带52,该腰部弹性绑带52与贴片弹性绑带51结构相同,腰部弹性绑带52经卡扣和卡扣槽配合围绕在截肢患者。

腰部弹性绑带52包括内贴面和对外面,腰部弹性绑带52包括对外面和贴片弹性绑带51的对外面上均设置有供电信号线卡槽,供电信号线4通过供电信号线卡槽固定在贴片弹性绑带51上或腰部弹性绑带52上。

本实用新型的工作原理:

振动控制电路通过振动控制单元处理采集的速度数据,振动控制对外连接单元接外接电源,振动控制电源调压单元对外接电源进行调压,振动控制电源监控单元监控振动控制电源调压单元输出电源的稳定性,保证振动控制电路供电正常;振动控制外存储单元存储数据;振动控制晶振单元向处理器芯片晶振信号。

速度检测电路通过传感器单元中的传感器芯片检测截肢患者的速度数据,其中处理器芯片将传感器芯片检测的速度数据整合发送给振动控制电路;传感器电源调压单元为速度检测电路调压供电;传感器电源监控单元,保证速度检测电路供电稳定;传感器晶振单元向传感器单元中的处理器芯片提供晶振信号。

振动反馈电路通过电机控制端口接收振动控制单元的信号输出端组输出的信号,控制驱动单元让振动电机转动,向截肢患者反馈振动信号;其中,电机电源单元为驱动单元及其振动电机供电。

振动控制组件经腿部检测组供电信号线与用于检测腿部加速度的速度检测机构连接;振动控制组件经脚部检测组供电信号线与用于检测脚部加速度的速度检测机构连接;振动控制组件通过速度检测机构检测截肢患者行走时腿部和脚部速度数据;振动控制组件经矫正组供电信号线与振动反馈机构连接,振动控制组件通过振动反馈机构向截肢患者反馈振动信息,截肢患者通过反馈的振动信息调整走路姿势。

速度检测机构采用加速度传感器贴片,利用贴片的优点,能贴附在截肢患者上,完成精确检测,并且均匀分布在截肢患者的下肢,得到更准确全方位的检测数据。

振动反馈机构采用振动电机贴片,利用贴片的优点,能贴附在截肢患者上,完成准确反馈振动信息;在截肢患者的小腿假肢侧的健肢大腿的前侧、后侧、左侧和右侧贴附振动电机贴片,截肢患者就能根据不同位置的反馈振动信息做出相应的调整,改善行走姿势。

固定机构通过粘扣带结构将加速度传感器贴片和振动电机贴片固定在贴片弹性绑带上,实现对加速度传感器贴片和振动电机贴片进行定位;并且腰部弹性绑带和贴片弹性绑带上均设置供电信号线卡槽,通过供电信号线卡槽将供电信号线固定,避免对检测过程和反馈过程产生干扰。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1