[實用新型]一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置

有效

• 申請號: 201821539195.7
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN209360687U
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 王玉成;趙娜娜;汪鳴明;王容川;葉曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: A61B5/0488
• 分類號: A61B5/0488;A61B5/11;A61B5/00;G05B19/042
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 高姍

1.一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：包括電源模塊、肌電信號感知模塊、肌電信號A/D模塊、慣性信息采集模塊、數據傳輸模塊、視頻采集模塊、同步采集模塊、下位機控制系統、上位機控制系統；

所述電源模塊與肌電信號感知模塊、下位機控制系統相連接，用于為其提供電源；

所述下位機控制系統包括主控制器MCU、充電電池、電源穩壓模塊、濾波放大電路、UART和I2C串口通信模塊，充電電池、電源穩壓模塊、濾波放大電路、UART和I2C串口通信模塊為主控制器MCU的外圍電路分別于主控制器MCU相連；所述主控制器MCU采用德州儀器MSP430F149，具有12位A/D轉換器；

所述肌電信號感知模塊采用肌電電極，經肌電信號連接線引入肌電信號A/D模塊，經肌電信號A/D模塊作A/D轉換后與下位機控制系統連接，獲取肌電信號；

所述慣性信息采集模塊包括MPU9250芯片，慣性信息采集模塊與下位機控制系統連接，實時采集九自由度運動慣性信息數據量并作濾波處理；

所述數據傳輸模塊包括藍牙2.0模塊、UART模塊，UART模塊與下位機控制系統連接，下位機控制系統通過藍牙2.0模塊與上位機控制系統進行無線數據通信；

所述視頻采集模塊、同步采集模塊與上位機控制系統相連，上位機控制系統包括信息處理模塊、存儲模塊和顯示模塊，上位機控制系統進行視頻信息、傳感器信號的采集與顯示，形成肌電信號、慣性信號與視頻的同步數據，并存儲在存儲模塊中。

2.如權利要求1所述的一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：所述肌電信號感知模塊包括肌電信號采集傳感器，傳感器采用Ag/AgCl表面電極，經肌電信號連接線接入下位機控制系統中，再經濾波放大電路處理后，由藍牙模塊無線傳輸給上位機系統；所述肌電電極由兩片相互平行的電極構成，構成差分輸入。

3.如權利要求2所述的一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于：所述濾波放大電路包括運算放大器U6、電阻R16、電阻R17、電阻R21、電容C30、3.3V電源、2.5V電源；采樣信號AIN3與電阻R16一端相連，電阻R16另一端與電阻R17一端、電阻R21一端相連，電阻R21另一端接地，電阻R17另一端與運算放大器U6的1腳輸出端相連；運算放大器U6的8腳接3.3V電源、電容C30一端，電容C30另一端接地，運算放大器U6的4腳接地，運算放大器U6的3腳同相輸入端接2.5V電源，運算放大器U6的2腳反相輸入端與1腳輸出端相連。

4.如權利要求1所述的一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述慣性信息采集模塊為2通道MPU9250芯片控制的九自由度慣性信號采集模塊，慣性信號采集模塊由慣性傳感器單元和數據傳輸總線模塊組成，實時采集九自由度運動慣性信息數據量并作濾波處理；慣性傳感器單元包括加速度計、陀螺儀以及地磁傳感器，輸出九軸慣性信息，經過姿態解算后得到加速度、角速度、角度參數。

5.如權利要求4所述的一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述MPU9250芯片外圍電路包括MPU9250芯片U7、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電容C3、電容C6、電容C17、3.3V電源；MPU9250芯片U7的1腳、8腳、13腳與3.3V電源相連，MPU9250芯片U7的22腳與電阻R34一端相連，電阻R34另一端與3.3V電源相連，3.3V電源還與電容C3一端、電容C6一端相連，電容C3另一端、電容C6另一端接地；MPU9250芯片U7的9腳與電阻R36一端相連，MPU9250芯片U7的11腳與電阻R35一端相連，MPU9250芯片U7的10腳與電容C17一端相連，MPU9250芯片U7的18腳、20腳、電阻R35另一端、電阻R36另一端、電容C17另一端接地。

6.如權利要求1所述的一種肌電慣性信號和視頻信息同步采集裝置，其特征在于，所述視頻采集模塊由一個高清攝像頭連接到上位機控制系統。