[發明專利]一種多通道混合信號采集系統

有效

• 申請號: 201710546027.4
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107334600B
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 張巖嶺;王琪;左旭輝;李亞名;于振中;李文興
• 申請（專利權）人: 哈工大機器人（合肥）國際創新研究院
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61H1/02
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種多通道混合信號采集系統，其應用于上肢康復機器人，包括多路數據采集模塊、多路數據處理模塊、多路數據傳輸模塊；所述上肢康復機器人具有角度傳感器和壓力傳感器；其特征在于：所述角度傳感器包括單圈角度傳感器、多圈角度傳感器、壓力傳感器；

所述多路數據采集模塊包括單圈角度傳感器數值采集單元、壓力傳感器數值采集單元、多圈角度傳感器數值采集單元；所述單圈角度傳感器數值采集單元讀取所述單圈角度傳感器的采樣值；所述壓力傳感器數值采集單元讀取所述壓力傳感器的采樣值；所述多圈角度傳感器數值采集單元讀取所述多圈角度傳感器的采樣值；

所述多路數據處理模塊包括采集值轉換成電壓值單元、電壓值轉換成角度值單元、電壓值轉換成壓力值單元、字符串數據解析單元、多圈傳感器值轉換成實際關節角度值單元；所述采集值轉換成電壓值單元通過所述單圈角度傳感器數值采集單元將所述單圈角度傳感器的采樣值轉換成采樣點實際對應的電壓值一，其還通過所述壓力傳感器數值采集單元將所述壓力傳感器的采樣值轉換成采樣點實際對應的電壓值二；所述電壓值轉換成角度值單元通過采用在所述采集值轉換成電壓值單元中獲取的采樣點實際對應的電壓值一，根據所述單圈角度傳感器的自身參數將采樣點實際對應的電壓值一轉換成所述上肢康復機器人的上肢關節轉動的角度；所述電壓值轉換成壓力值單元通過采用在所述采集值轉換成電壓值單元中獲取的采樣點實際對應的電壓值二，根據所述壓力傳感器的自身參數將采樣點實際對應的電壓值二轉換成所述上肢康復機器人的手部施加的握力；所述字符串數據解析單元通過讀取所述多圈角度傳感器數值采集單元中獲得的所述多圈角度傳感器的采樣值，根據所述多圈角度傳感器的數據協議解析出所述多圈傳感器的轉軸的實際轉動圈數數據和不滿一圈時的角度數據；所述多圈傳感器值轉換成實際關節角度值單元通過所述字符串數據解析單元中得到的實際轉動圈數數據和不滿一圈時的角度數據，與所述上肢康復機器人的齒輪傳動比結合，換算成實際采樣時刻關節的實際轉動位置；

所述多路數據傳輸模塊包括自定義協議組包單元、數據填充發送單元、UART通信單元；所述自定義協議組包單元實現數組的組包；所述數據填充發送單元將所述多路數據處理模塊中獲得的對應傳感器及其數據，放在所述自定義協議組包單元的數據區的編碼和數據位置，并將相應數據的幀數據交由所述UART通信單元發送。

2.如權利要求1所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述自定義協議組包單元按照幀頭_數據長度_數據區_幀校驗_幀尾的數據幀格式，進行數組的組包。

3.如權利要求2所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述數據區為編碼+數據的數據幀格式。

4.如權利要求1所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述數據填充發送單元相應數據的幀數據發送到一個串口的發送寄存器，所述UART通信單元將所述發送寄存器的數值通過所述串口發送。

5.如權利要求4所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述單圈角度傳感器數值采集單元通過SPI協議，從AD芯片中讀取所述單圈角度傳感器的采樣值。

6.如權利要求5所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述壓力傳感器數值采集單元通過SPI協議，從AD芯片中讀取所述壓力傳感器的采樣值。

7.如權利要求6所述的多通道混合信號采集系統，其特征在于：所述多圈角度傳感器數值采集單元通過UART協議，讀取所述多圈角度傳感器的采樣值。