一种运动疲劳肌电信号采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种运动疲劳肌电信号采集装置，包括能固定于人体相应部位的固定本体，还包括安装于该固定本体的肌电采集及处理电路，该肌电采集及处理电路包括肌电信号采集器、阻抗变换电路、滤波电路和放大电路，肌电信号采集器的输出接至阻抗变换电路的输入，阻抗变换电路的输出接至滤波电路的输入，滤波电路的输出接至放大电路的输入。本发明专利技术能将肌电信号转换为相应的电信号，并依次进行电流放大、滤波、放大处理获得便于后续识别和处理且能准确反应肌电信号频率升降的波形，从而克服了现有技术没有此类产品的空白；将本发明专利技术应用于电动跑步机中，能够准确反应人的运动疲劳情况，辅助用户达到最佳的锻炼效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种信号采集装置，特别是涉及一种运动疲劳肌电信号采集装置。
技术介绍
电动跑步机是通过电机带动跑带使人以不同的速度或坡度被动的跑步或走动以体验不同的跑步环境，是一项全身性的运动方式。因其运动方式几乎没有蹬伸动作，这样与陆地上相比，可以减小运动强度，提高运动量，比陆地多跑1/3的路程，这对于提高使用者的心肺功能、肌耐力以及减肥都具有非常好的效果。因此，跑步机也深受广大健身爱好者的欢迎,是一种较好的有氧运动方式。目前，电动跑步机一般是通过测量心率反映运动强度，并给出最大心跳率和目标心率参考表，由运动者自己或教练选择电动跑步机的速度或坡度。然而，由于人的个体差异，用这种方式很难达到最佳的锻炼效果。另外，最佳运动一般涉及两个指标：运动强度和运动疲劳，只有将两个指标平衡起来，才能达到最佳的锻炼效果。运动疲劳主要反映在肌肉疲劳上，目前，市面上并没有较为行之有效的用于检测肌肉疲劳情况的产品出现。
技术实现思路
本专利技术提供了一种运动疲劳肌电信号采集装置，其克服了
技术介绍
所述的不足之处。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种运动疲劳肌电信号采集装置，包括能固定于人体相应部位的固定本体，还包括安装于该固定本体的肌电采集及处理电路，该肌电采集及处理电路包括肌电信号采集器、阻抗变换电路、滤波电路和放大电路，肌电信号采集器的输出接至阻抗变换电路的输入，阻抗变换电路的输出接至滤波电路的输入，滤波电路的输出接至放大电路的输入。进一步的，所述固定本体还安装有无线发射模块，所述放大电路的输出接至该无线发射模块的输入。进一步的，所述固定本体还安装有电源电路，该电源电路连接所述肌电采集及处理电路和所述无线发射模块。进一步的，所述肌电信号采集器包括屏蔽层、电极、设于屏蔽层内的第一电路和设于屏蔽层外的第二电路，电极露出屏蔽层外，第一电路包括场效应管、两二极管、一电容和一电阻，场相应管的栅极连接电极，源极通过电阻接地，漏极为电源连接端，电容的一端连接场效应管的源级，另一端构成肌电信号采集器的输出端，两二极管的负极相连接，且该两二极管的正极分别连接场效应管的栅极和地端；第二电路包括两电阻和可调电阻，其中一电阻连接于场效应管的漏极和电容的另一端之间，另一电阻和可调电阻串联连接于电容的另一端和地端之间。进一步的，所述阻抗变换电路包括第一运算放大器、一电容和两电阻，电容的一端连接所述脉搏波传感器的输出，另一端通过其中一电阻连接第一运算放大器的同相输入端；另一电阻的一端连接第一运算放大器的同相输入端，另一端接地，第一运算放大器的输出端连接所述滤波电路的输入；第一运算放大器的电源正输入端用于连接电源，电源负输入端接地。进一步的，所述滤波电路为低通滤波电路，其包括第二运算放大器、两电阻和两电容，其中一电阻的一端连接所述阻抗变换电路的输出，另一端通过其中一电容连接第二运算放大器的反相输入端；另一电阻的一端连接其中一电阻的另一端，另一电阻的另一端和另一电容的一端分别连接第二运算放大器的同相输入端，另一电容的另一端接地；第二运算放大器的反相输入端连接其输出端，第二运算放大器的输出端连接所述放大电路的输入。进一步的，所述放大电路包括第三运算放大器和两电阻，其中一电阻的一端连接所述滤波电路的输出，其中一电阻的另一端和另一电阻的一端分别连接第三运算放大器的反相输入端，另一电阻的另一端连接第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的同相输入端接地，输出端构成所述放大电路的输出。进一步的，所述无线发射模块为ZigBee发射模块。进一步的，所述电源电路为可充电式电源电路，所述固定本体对应设有与该电源电路相适配的充电接口。进一步的，所述固定本体为腿套或能系结于腿上的腿带。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术的肌电采集及处理电路包括肌电信号采集器、阻抗变换电路、滤波电路和放大电路，能将肌电信号转换为相应的电信号，并依次进行电流放大、滤波、放大处理获得便于后续识别和处理且能准确反应肌电信号频率升降的波形，该波形即反应了人体相应部位的运动疲劳情况；本专利技术不仅克服了现有技术没有此类产品的空白，还能应用于电动跑步机中，能够准确反应人的腿部的运动疲劳情况，辅助用户达到最佳的锻炼效果；2、本专利技术进一步设置无线发射模块，便于肌电采集及处理电路获得的数据对外传输，该无线发射模块优选采用ZigBee发射模块，具有性能稳定、功耗低、传输快等特点；3、本专利技术进一步设置的电源电路，能够为肌电采集及处理电路和无线发射模块便捷供电；4、本专利技术的肌电采集及处理电路还具有电路结构简单、成本低等特点；5、所述固定本体优选为腿套或腿带，方便用户佩戴。以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明；但本专利技术的一种运动疲劳肌电信号采集装置不局限于实施例。附图说明图1是本专利技术的腿套的结构示意图；图2是本专利技术的电路原理框图；图3是本专利技术的肌电采集及处理电路的电路结构示意图；图4是本专利技术的ZigBee发射模块的电路结构示意图；图5是本专利技术的电源电路的电路结构示意图。具体实施方式实施例，请参见图1、图2所示，本专利技术的一种运动疲劳肌电信号采集装置，包括能固定于腿上的固定本体，该固定本体具体为腿套1，此外，该固定本体还可以是能系结于腿上的腿带等。本专利技术还包括安装于腿套1的肌电采集及处理电路3，该肌电采集及处理电路3包括肌电信号采集器31、阻抗变换电路32、滤波电路33和放大电路34，肌电信号采集器31的输出接至阻抗变换电路32的输入，阻抗变换电路32的输出接至滤波电路33的输入，滤波电路33的输出接至放大电路34的输入。本实施例中，所述腿套1还安装有无线发射模块和电源电路5，所述放大电路34的输出接至该无线发射模块的输入。电源电路5连接所述肌电采集及处理电路3及所述无线发射模块。本实施例中，所述肌电采集及处理电路3以一片低功耗精密4运放的TLV2244芯片为核心。具体，该肌电采集及处理电路3的各部分电路的电路结构如图3所示：所述肌电信号采集器31设有屏蔽层311，能防止外部干扰，其还包括电极312、设于屏蔽层311内的第一电路和设于屏蔽层311外的第二电路，电极312露出屏蔽层311外，第一电路包括场效应管BG、两二极管D1、D2、一电容C0和一电阻R1，场相应管BG的栅极连接电极312，源极通过电阻R1接地，漏极为电源连接端，电容C0的一端连接场效应管BG的源级，另一端构成肌电信号采集器31的输出端，两二极管D1、D2的负极相连接，且该两二极管D1、D2的正极分别连接场效应管BG的栅极和地端；第二电路包括两电阻R2、R3和可调电阻Rx，用于调整输出波形的对称性，其中一电阻R3连接于场效应管BG的漏极和电容C0的另一端之间，另一电阻R2和可调电阻Rx串联连接于电容C0的另一端和地端之间。该肌电信号采集器31拾取到的肌电信号经OUT1送入阻抗变换电路32。阻抗变换电路32即为一电压跟随器，其主要作用是进行阻抗变换，加大该电路带负载的能力，其实质是对电流进行动态放大，随后级电路电流的变化进行放大。该阻抗变换电路32包括第一运算放大器A1、一电容C1和两电阻R4、R5，电容C1的一端连接所述肌电信号采集器31的输出(即连接所述OUT1)，另一端通过其中一电阻R4连接第一运算放大器A1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动疲劳肌电信号采集装置，包括能固定于人体相应部位的固定本体，其特征在于：还包括安装于该固定本体的肌电采集及处理电路，该肌电采集及处理电路包括肌电信号采集器、阻抗变换电路、滤波电路和放大电路，肌电信号采集器的输出接至阻抗变换电路的输入，阻抗变换电路的输出接至滤波电路的输入，滤波电路的输出接至放大电路的输入。

【技术特征摘要】
1.一种运动疲劳肌电信号采集装置，包括能固定于人体相应部位的固定本体，其特征在于：还包括安装于该固定本体的肌电采集及处理电路，该肌电采集及处理电路包括肌电信号采集器、阻抗变换电路、滤波电路和放大电路，肌电信号采集器的输出接至阻抗变换电路的输入，阻抗变换电路的输出接至滤波电路的输入，滤波电路的输出接至放大电路的输入。2.根据权利要求1所述的运动疲劳肌电信号采集装置，其特征在于：所述固定本体还安装有无线发射模块，所述放大电路的输出接至该无线发射模块的输入。3.根据权利要求2所述的运动疲劳肌电信号采集装置，其特征在于：所述固定本体还安装有电源电路，该电源电路连接所述肌电采集及处理电路和所述无线发射模块。4.根据权利要求1所述的运动疲劳肌电信号采集装置，其特征在于：所述肌电信号采集器包括屏蔽层、电极、设于屏蔽层内的第一电路和设于屏蔽层外的第二电路，电极露出屏蔽层外，第一电路包括场效应管、两二极管、一电容和一电阻，场相应管的栅极连接电极，源极通过电阻接地，漏极为电源连接端，电容的一端连接场效应管的源级，另一端构成肌电信号采集器的输出端，两二极管的负极相连接，且该两二极管的正极分别连接场效应管的栅极和地端；第二电路包括两电阻和可调电阻，其中一电阻连接于场效应管的漏极和电容的另一端之间，另一电阻和可调电阻串联连接于电容的另一端和地端之间。5.根据权利要求1所述的运动疲劳肌电信号采集装置，其特征在于：所述阻抗变换电路包括第一运算放大器、一电容和两电阻，电容的一端连接所述脉搏波传感器的输出，另一端通过其中一电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：许陵，张灵聪，黄锦标，谢和平，张国金，
申请(专利权)人：闽南师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35