一種可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于嬰幼兒生理參數(shù)檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]步態(tài)分析系統(tǒng)，是檢測(cè)人肢體宏觀運(yùn)動(dòng)最常用的設(shè)備，主要用于檢測(cè)動(dòng)物神經(jīng)中樞，指導(dǎo)動(dòng)物身體四肢運(yùn)動(dòng)的行為檢測(cè)裝置，動(dòng)物在步態(tài)運(yùn)動(dòng)的區(qū)域上運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，及四肢的反應(yīng)情況，通過(guò)計(jì)算機(jī)采集一系列數(shù)據(jù)，作為研究康復(fù)運(yùn)動(dòng)的科研儀器。
[0003]作為步態(tài)分析系統(tǒng)的三維步態(tài)分析系統(tǒng)，其主要由三維動(dòng)作捕捉系統(tǒng)、三維測(cè)力臺(tái)、無(wú)線表面肌電儀、足底壓力組成。三維步態(tài)分析系統(tǒng)采集人體在步行過(guò)程中各個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)，足底與支撐面之間的壓力(垂直、左右、前后三個(gè)方向的力)，并結(jié)合表面肌電系統(tǒng)采集的肌電信號(hào)，通過(guò)專業(yè)的步態(tài)分析軟件進(jìn)行三維重建與模型分析，從而得到人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的步態(tài)參數(shù)。
[0004]但是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的三維步態(tài)分析系統(tǒng)，是適于對(duì)具備步行能力的兒童及成人進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)分析的系統(tǒng)，且已用于臨床兒童及成人步態(tài)分析；但對(duì)于不具備步行能力而只能爬行的嬰幼兒，目前尚沒(méi)有一種能客觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析其運(yùn)動(dòng)過(guò)程生理參數(shù)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的三維步態(tài)分析系統(tǒng)是適于對(duì)具備步行能力的兒童及成人步行功能進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)分析的系統(tǒng)，而對(duì)于不具備步行能力而只能爬行的嬰幼兒不適用的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]一種可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置，包括呈空心圓筒狀的裝置本體，以及設(shè)置于所述裝置本體上的表面肌電檢測(cè)模塊、壓力檢測(cè)模塊、膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊；其中，
[0008]所述表面肌電檢測(cè)模塊對(duì)應(yīng)于大腿處設(shè)置，適于對(duì)股四頭肌和胭繩肌的表面肌電信號(hào)進(jìn)行采集處理，得到肌肉收縮過(guò)程中的表面肌電數(shù)據(jù)，并將該表面肌電數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊；
[0009]所述壓力檢測(cè)模塊對(duì)應(yīng)于膝蓋與地面接觸位置設(shè)置，適于對(duì)下肢與接觸面的壓力進(jìn)行檢測(cè)處理，得到下肢與接觸面的壓力數(shù)據(jù)，并將該壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊；
[0010]所述膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊對(duì)應(yīng)于胭窩處設(shè)置，適于對(duì)膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度進(jìn)行檢測(cè)處理，得到膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，并將該關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊；
[0011]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊對(duì)應(yīng)于股骨外側(cè)踝位置設(shè)置，適于將所述表面肌電數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析終端。
[0012]本發(fā)明提供的可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置，當(dāng)穿戴后，表面肌電檢測(cè)模塊可對(duì)股四頭肌和胭繩肌的表面肌電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，壓力檢測(cè)模塊可對(duì)下肢與接觸面的壓力進(jìn)行檢測(cè)，膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊可對(duì)膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將分別檢測(cè)到的表面肌電數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析終端進(jìn)行分析，因此該檢測(cè)裝置可適于不具備步行能力的嬰幼兒，即該檢測(cè)裝置適用于對(duì)不具備步行能力而只能爬行的嬰幼兒進(jìn)行膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的生理參數(shù)能客觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析。
[0013]進(jìn)一步，所述表面肌電檢測(cè)模塊包括:用于采集股四頭肌和胭繩肌表面肌電信號(hào)的表面肌電采集電極，以及依次對(duì)所述表面肌電信號(hào)進(jìn)行處理的前級(jí)放大電路、濾波電路、50Hz工頻陷波電路、電平抬升電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0014]進(jìn)一步，所述壓力檢測(cè)模塊包括可將壓力轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)的壓力傳感器，以及對(duì)所述電壓模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0015]進(jìn)一步，所述壓力傳感器選用Interlink Electronics公司生產(chǎn)的型號(hào)為FSR406的壓力傳感器。
[0016]進(jìn)一步，所述膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊包括:可貼附于胭窩處的彈性基底，均勻涂抹于該彈性基底上并可利用應(yīng)變效應(yīng)將膝關(guān)節(jié)屈伸引起的形變轉(zhuǎn)換為電阻變化的納米金線材料，以及依次對(duì)納米金線材料引起的電阻變化進(jìn)行處理的電橋電路、放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0017]進(jìn)一步，所述彈性基底為PET或橡膠。
[0018]進(jìn)一步，所述彈性基底的厚度為3-5毫米，納米金線材料的厚度為0.3-0.5毫米。
[0019]進(jìn)一步，所述表面肌電數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)均通過(guò)SPI傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊。
[0020]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊為無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊或有線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0021 ] 進(jìn)一步，所述無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊為藍(lán)牙傳輸模塊。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是本發(fā)明提供的可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置原理示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明提供的可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明提供的可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置使用狀態(tài)示意圖。
[0025]圖中，1、裝置本體；2、表面肌電檢測(cè)模塊；21、表面肌電采集電極；22、表面肌電信號(hào)處理電路；3、壓力檢測(cè)模塊；31、壓力傳感器；32、壓力信號(hào)處理電路；4、膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊；41、膝關(guān)節(jié)角度傳感器；42、膝關(guān)節(jié)角度信號(hào)處理電路；5、數(shù)據(jù)傳輸模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0027]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“徑向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0029]請(qǐng)參考圖1和圖2所示，本發(fā)明公開(kāi)一種可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置，包括呈空心圓筒狀的裝置本體1，以及設(shè)置于所述裝置本體1上的表面肌電檢測(cè)模塊2、壓力檢測(cè)模塊3、膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊4和數(shù)據(jù)傳輸模塊5 ;其中，
[0030]所述表面肌電檢測(cè)模塊2對(duì)應(yīng)于大腿處設(shè)置，適于對(duì)股四頭肌和胭繩肌的表面肌電信號(hào)進(jìn)行采集處理，得到肌肉收縮過(guò)程中的表面肌電數(shù)據(jù)，并將該表面肌電數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊5 ；
[0031]所述壓力檢測(cè)模塊3對(duì)應(yīng)于膝蓋與地面接觸位置設(shè)置，適于對(duì)下肢與接觸面的壓力進(jìn)行檢測(cè)處理，得到下肢與接觸面的壓力數(shù)據(jù)，并將該壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊5 ;
[0032]所述膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊4對(duì)應(yīng)于胭窩處設(shè)置，適于對(duì)膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度進(jìn)行檢測(cè)處理，得到膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)，并將該關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸模塊5 ；
[0033]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊5對(duì)應(yīng)于股骨外側(cè)踝位置設(shè)置，適于將所述表面肌電數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析終端。
[0034]本發(fā)明提供的可穿戴式膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)裝置，當(dāng)穿戴后，表面肌電檢測(cè)模塊可對(duì)股四頭肌和胭繩肌的表面肌電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，壓力檢測(cè)模塊可對(duì)下肢與接觸面的壓力進(jìn)行檢測(cè)，膝關(guān)節(jié)角度檢測(cè)模塊可對(duì)膝關(guān)節(jié)屈伸過(guò)程中關(guān)節(jié)角度進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊將分別檢測(cè)到的表面肌電數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)角度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析終端進(jìn)行分析，因此該檢測(cè)裝置可適于不具備步行能力的嬰幼兒，即該檢測(cè)裝置適用于對(duì)不具備步行能力而只能爬行的嬰幼兒進(jìn)行膝爬運(yùn)動(dòng)生理參數(shù)檢測(cè)，并對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的生理參數(shù)能客觀、實(shí)時(shí)檢測(cè)和分析。
[0035]作為具體實(shí)施例，所述裝置本體1的外觀呈空心圓筒狀，由柔軟材質(zhì)制成，類似于護(hù)膝，便于穿戴。
[0036]作為具體實(shí)施例，請(qǐng)參考圖3所示，