一种运动轨迹虚拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种运动轨迹虚拟装置，包括陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU、通讯模块、电源管理模块以及计算机。陀螺仪与数据采集模块连接；加速度传感器与数据采集模块连接；磁阻传感器与数据采集模块连接；数据采集模块与MCU连接；MCU与通讯模块连接；通讯模块与计算机连接；电源管理模块分别与陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU和通讯模块连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术提供的运动轨迹虚拟装置，测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，可以精确到具体单个关节的运动；使用范围广，不限于老年康复及脑瘫儿童。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种运动轨迹虚拟装置，包括陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU、通讯模块、电源管理模块以及计算机。陀螺仪与数据采集模块连接；加速度传感器与数据采集模块连接；磁阻传感器与数据采集模块连接；数据采集模块与MCU连接；MCU与通讯模块连接；通讯模块与计算机连接；电源管理模块分别与陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU和通讯模块连接。与现有技术相比，本技术提供的运动轨迹虚拟装置，测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，可以精确到具体单个关节的运动；使用范围广，不限于老年康复及脑瘫儿童。【专利说明】一种运动轨迹虚拟装置
本技术涉及虚拟现实装置领域，确切地说是指一种运动轨迹虚拟装置。
技术介绍
虚拟现实技术，又称虚拟实境技术，是利用计算机系统、感觉反馈装置及建模技术生成可直接施加于训练者的视觉、听觉和触觉感受，并在专业装备的辅助下，刺激人体对虚拟的环境或物体进行交互观察与控制的技术。虚拟现实技术主要包括3种技术构成:①三维计算机图形技术高清晰度及高更新速度的显示技术；③采用多功能传感器的交互式接口技术。借助这些特殊的呈现技术及输入装置，虚拟现实技术可以让使用者产生身临其境的感受。与传统康复设备相比，虚拟现实系统具有3个重要特征:沉浸性(immersion)、交互性(interaction)和构想性(imagination)，强调人在虚拟现实系统中的主导作用，使信息处理系使信息处理系统适合人体的需要，并与人的主观感觉相一致。目前，现有技术解决方案主要有=Gest-1rexNancy情景互动式康复训练系统和Gest Cube互动立方。(I) Gest-1rex Nancy情景互动式康复训练系统采用技术:抠像技术；训练功能:上肢外展、腰部扭转、肘部闭链等进行训练；适用环境:专业康复训练场所；适应对象:老年康复。(2) Gest Cube 互动立方采用技术:投影识别技术；训练功能:脑瘫患儿的趴卧、行走、踩踏、认知等趣味性康复训练；适用环境:干净、卫生、无菌的环境；适用对象:脑瘫儿童。现有技术解决方案主要有以下不足:1、提供训练的模式有限，不能精确针对单个关节进行训练；2、适用人群范围小，仅适合于老年康复及脑瘫儿童。
技术实现思路
针对上述缺陷，本技术解决的技术问题在于提供一种运动轨迹虚拟装置，测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，可以精确到具体单个关节的运动；使用范围广，不限于老年康复及脑瘫儿童。为了解决以上的技术问题，本技术提供的包括陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU、通讯模块、电源管理模块以及计算机；所述陀螺仪与所述数据采集模块连接；所述加速度传感器与所述数据采集模块连接；所述磁阻传感器与所述数据采集模块连接； 所述数据采集模块与所述MCU连接；所述MCU与所述通讯模块连接；所述通讯模块与计算机连接；所述电源管理模块分别与所述陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU和通讯模块连接。优选地，所述通讯模块为无线或有线通讯模块。优选地，所述通讯模块为蓝牙通讯模块。优选地，所述通讯模块为wifi通讯模块。本技术提供的运动轨迹虚拟装置，使用9轴传感器(3轴陀螺仪，3轴磁阻传感器，3轴加速度传感器)，将传感器固定在被测的关节上，传感器随着关节活动而变化位置，测量出被测物体相对地球的姿态(欧拉角，四元素，旋转矩阵等数据)，通过比较被测物起点的和运动终点的数据，得出被测物体摆动的相对空间角度数据，就能计算出佩戴传感器的关节在空间上各个平面上的活动角度和位置。测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，测量时候只要把传感器随意安装在被测物体表面上，确保传感器不会与被测物之间产生相对位移即可，大大减低了安装难度和由于安装引起的测量误差。与现有技术相比，本技术提供的运动轨迹虚拟装置，测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，可以精确到具体单个关节的运动；使用范围广，不限于老年康复及脑瘫儿童。【专利附图】【附图说明】图1为本技术实施例中运动轨迹虚拟装置的结构框图。【具体实施方式】为了本领域的技术人员能够更好地理解本技术所提供的技术方案，下面结合具体实施例进行阐述。请参见图1，该图为本技术实施例中运动轨迹虚拟装置的结构框图。本技术实施例提供的运动轨迹虚拟装置，包括陀螺仪1、加速度传感器2、磁阻传感器3、数据采集模块4、MCU5、通讯模块6以及电源管理模块7 ；陀螺仪I与数据采集模块4连接，用于实时反映当前的转动角速度；加速度传感器2与数据采集模块4连接，用于实时反映当前的加速度状态；磁阻传感器3与数据采集模块4连接，用于反映与当前空间磁场方向的3个正交方向的分量；数据采集模块4与MCU5连接，数据采集模块4把陀螺仪1、加速度传感器2和磁阻传感器3等三个传感器的数据采集转换成所需要的物理量数据和对三个传感器进行数据同步，并将把处理好的数据送往MCU5 ；MCU5与通讯模块6连接，数据在MCU5中进行融合算法运行，输出三维全姿态数据到通讯模块6 ；电源管理模块7分别与陀螺仪1、加速度传感器2、磁阻传感器3、数据采集模块4、MCU5和通讯模块6连接，分别对各个模块进行供电。其中，陀螺仪I为三轴陀螺仪；加速度传感器2为三轴加速度传感器；磁阻传感器3为三轴磁阻传感器。通讯模块6为无线或有线通讯模块，通讯模块6与计算机8连接，通讯模块6将采集到的数据传输到计算机8，计算机8对这些数据进行分析处理，得到相应的运动轨迹。通讯模块6为无线通讯模块时，无线通讯模块可以选择蓝牙通讯模块或wifi通讯模块。在本实施例中，通讯模块为蓝牙通讯模块，测量时操作和安装方便。 本技术提供的运动轨迹虚拟装置，使用9轴传感器(3轴陀螺仪，3轴磁阻传感器，3轴加速度传感器)，将传感器固定在被测的关节上，传感器随着关节活动而变化位置，测量出被测物体相对地球的姿态(欧拉角，四元素，旋转矩阵等数据)，通过比较被测物起点的和运动终点的数据，得出被测物体摆动的相对空间角度数据，就能计算出佩戴传感器的关节在空间上各个平面上的活动角度和位置。测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，测量时候只要把传感器随意安装在被测物体表面上，确保传感器不会与被测物之间产生相对位移即可，大大减低了安装难度和由于安装引起的测量误差。与现有技术相比，本技术提供的运动轨迹虚拟装置，测量值中包含的误差相对固定，不存在人为因素，可以精确到具体单个关节的运动；使用范围广，不限于老年康复及脑瘫儿童。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。【权利要求】1.一种运动轨迹虚拟装置，其特征在于，包括陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU、通讯模块、电源管理模块以及计算机； 所述陀螺仪与所述数据采集模块连接； 所述加速度传感器与所述数据采集模块连接； 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动轨迹虚拟装置，其特征在于，包括陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU、通讯模块、电源管理模块以及计算机； 所述陀螺仪与所述数据采集模块连接； 所述加速度传感器与所述数据采集模块连接； 所述磁阻传感器与所述数据采集模块连接； 所述数据采集模块与所述MCU连接； 所述MCU与所述通讯模块连接； 所述通讯模块与计算机连接； 所述电源管理模块分别与所述陀螺仪、加速度传感器、磁阻传感器、数据采集模块、MCU和通讯模块连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾捷，
申请(专利权)人：顾捷，广州章和电气设备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44