[發(fā)明專利]一種組合傳感器識(shí)別人體動(dòng)作的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310251368.0
• 申請(qǐng)日: 2013-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN103324288B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳雨川;肖子明;薛勇;佘風(fēng)華;胡峰;李穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 王守仁

1.一種組合傳感器識(shí)別人體動(dòng)作的系統(tǒng)，其特征在于包含有：用于使系統(tǒng)正常工作的電源模塊；用于采集人體動(dòng)作信號(hào)的數(shù)據(jù)采集模塊，由水平放置于人體腰前部位的慣性傳感器與置于肘關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)部位的柔性傳感器組成；用于數(shù)據(jù)信號(hào)處理的信號(hào)調(diào)理模塊，其通過導(dǎo)線分別與所述慣性傳感器、柔性傳感器相連，柔性傳感器為雙向傳感器，初始阻值為10K，應(yīng)變片發(fā)生彎曲形變時(shí)阻值發(fā)生變化，變化范圍為1～20K；用于控制與協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的微控制器模塊；用于傳送數(shù)據(jù)給動(dòng)作分析機(jī)的無線通訊模塊以及用于動(dòng)作對(duì)比的動(dòng)作分析機(jī)；所述動(dòng)作分析機(jī)為內(nèi)置動(dòng)作模式識(shí)別模型的計(jì)算機(jī)；

采用在護(hù)肘與護(hù)膝或者服裝內(nèi)置入所述柔性傳感器；所述柔性傳感器在每一肘關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)處使用2～4應(yīng)變片組成電橋電路；

所述電橋電路的四個(gè)橋臂由電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4組成，其中任2～4個(gè)電阻是柔性傳感器，測(cè)量電橋取4個(gè)橋臂的初始電阻相等，即R1＝R2＝R3＝R4＝10K，AC兩端接電源為輸入口，BD兩端為電橋輸出，電橋輸出電壓：

U0=UAB-UAD=R1R4-R2R3(R1+R2)(R3+R4)UAC]]>

式中：U₀為信號(hào)輸出電壓；U_AB與U_AD為U₀跨接的電橋兩臂電壓；U_AC電橋工作電壓；

當(dāng)R₁R₄＝R₂R₃時(shí)，則電橋輸出為零，則稱電橋處于平衡狀態(tài)；

當(dāng)柔性傳感器的形狀隨著膝蓋的曲度發(fā)生彎曲形變時(shí)，阻值發(fā)生變化，設(shè)處于平衡狀態(tài)的電橋各橋臂由電阻增量為ΔR₁、ΔR₂、ΔR₃、ΔR₄，則電橋的輸出電壓為：

U0=(R1+ΔR1)(R4+ΔR4)-(R2+ΔR2)(R3+ΔR3)(R1+ΔR1+R2+ΔR2)(R3+ΔR3+R4+ΔR4)UAC]]>

此時(shí)，電橋處于非平衡狀態(tài)，輸出的模擬信號(hào)幅值及頻率反映出的即是肘關(guān)節(jié)或膝關(guān)節(jié)處的運(yùn)動(dòng)特征。