传感器数据采集装置、系统及外骨骼机器人制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种传感器数据采集装置、系统及外骨骼机器人。该传感器数据采集装置包括：模数转换芯片，与多个传感器相连接，用于采集并转换多个传感器输出的模拟信号以得到多个数字信号，其中，模数转换芯片包括采集范围设置电路，采集范围设置电路用于设置模数转换芯片的模拟信号采集范围；并行处理器，与模数转换芯片相连接，用于控制模数转换芯片对多个传感器的模拟信号进行采集；以及通讯接口芯片，连接并行处理器和上位机，用于执行并行处理器和上位机之间的通讯。通过本实用新型专利技术，解决了相关技术中上位机在采集不同范围的模拟信号时与传感器之间的接线不便的问题。

【技术实现步骤摘要】
传感器数据采集装置、系统及外骨骼机器人
本技术涉及传感器数据采集领域，具体而言，涉及一种传感器数据采集装置、系统及外骨骼机器人。
技术介绍
传感器输出的模拟信号有输出范围，例如，电压0～2.5V，上位机在采集传感器输出的模拟信号时，多采用上位机的微控制器自带的模拟输入通道进行输入。采用上位机的微控制器自带的模拟输入通道进行采集的外围电路简单，开发周期短，但是微控制器自带的模拟输入通道可采集信号的幅值范围小，并且采集范围固定，当传感器输出的模拟信号范围可变时，或者，当上位机连接多个模拟信号范围不同的传感器时，需要根据传感器的不同重新连接电路，以使传感器的模拟信号范围匹配微控制器自带的模拟输入通道的幅值范围。例如，在对人体的动作行为的信号采集时，需要在人体上设置各类传感器以检测各类传感器的信号来识别人体的动作意图，从而将各类传感器的信号作为反馈信号控制机器人或可穿戴机器设备，例如，智能全身外骨骼，上位机与各类传感器之间需要连接多种转换电路，当某个传感器的输出范围变化，或者连接不同的传感器时，需要重新连接电路，布线复杂。针对相关技术中上位机在采集不同范围的模拟信号时与传感器之间的接线不便的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种传感器数据采集装置、系统及外骨骼机器人，以解决相关技术中上位机在采集不同范围的模拟信号时与传感器之间的接线不便的问题。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种传感器数据采集装置。该装置包括：模数转换芯片，与多个传感器相连接，用于采集并转换多个传感器输出的模拟信号以得到多个数字信号，其中，模数转换芯片包括采集范围设置电路，采集范围设置电路用于设置模数转换芯片的模拟信号采集范围；并行处理器，与模数转换芯片相连接，用于控制模数转换芯片对多个传感器的模拟信号进行采集；以及通讯接口芯片，连接并行处理器和上位机，用于执行并行处理器和上位机之间的通讯。进一步地，并行处理器包括：采集范围控制电路，通过通讯接口芯片与上位机相连接，并与采集范围设置电路相连接，用于根据上位机发送的采集范围设置信息向模数转换芯片发送采集范围控制指令。进一步地，模数转换芯片包括：多个采集电路，分别与多个传感器一一对应连接，用于分别对多个传感器输出的模拟信号进行采集并转换得到多个数字信号，并行处理器包括：采集顺序控制电路，与多个采集电路相连接，通过通讯接口芯片与上位机相连接，用于根据上位机发送的采集顺序设置信息向模数转换芯片发送采集顺序指令。进一步地，并行处理器还包括：多个滤波处理电路，分别与多个采集电路一一对应连接，用于分别对多个数字信号进行滤波处理得到多个滤波处理信号。进一步地，并行处理器还包括：缓存器，通过通讯接口芯片与上位机相连接，缓存器包括多个缓存单元，多个缓存单元分别与多个滤波处理电路一一对应连接，用于分别存储多个滤波处理信号。进一步地，模数转换芯片为多个。进一步地，模数转换芯片是型号为AD7924的模数转换芯片。进一步地，并行处理器为FPGA芯片。进一步地，FPGA芯片的型号为EP4CE22。进一步地，并行处理器与模数转换芯片之间通过SPI总线连接。进一步地，并行处理器通过SPI总线与四个模数转换芯片相连接。进一步地，并行处理器与预设总线传感器通过预设总线相连接，其中，预设总线传感器为采用预设总线的通讯协议进行通讯的传感器。进一步地，预设总线为232总线和/或485总线。进一步地，通讯接口芯片包括USB接口芯片和/或RS422接口芯片。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种传感器数据采集系统。该系统包括：多个传感器；上位机；以及传感器数据采集装置，该传感器数据采集装置为本技术提供的传感器数据采集装置。进一步地，多个传感器包括以下任意一种或多种类型的多个传感器：压力传感器；陀螺仪传感器；倾斜传感器；三维力传感器；以及加速度传感器。为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种外骨骼机器人。该外骨骼机器人包括本技术提供的传感器数据采集系统。本技术通过模数转换芯片与多个传感器相连接，分别采集多个传感器输出的模拟信号得到多个数字信号，其中，模数转换芯片包括采集范围设置电路，采集范围设置电路用于分别设置模数转换芯片的模拟信号采集范围；并行处理器与模数转换芯片相连接，控制模数转换芯片对多个传感器的模拟信号进行采集；以及通讯接口芯片连接并行处理器和上位机以执行并行处理器和上位机之间的通讯，解决了相关技术中上位机在采集不同范围的模拟信号时与传感器之间的接线不便的问题，通过模数转换芯片的采集范围设置电路设置模数转换芯片的模拟信号采集范围，进而达到了便于上位机采集不同范围的模拟信号的效果。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本技术第一实施例的传感器数据采集装置的示意图；图2是根据本技术第二实施例的传感器数据采集装置的示意图；图3是根据本技术第三实施例的传感器数据采集装置的示意图；图4是根据本技术第四实施例的传感器数据采集装置的示意图；以及图5是根据本技术实施例的传感器数据采集系统的示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的实施例提供了一种传感器数据采集装置。图1是根据本技术第一实施例的传感器数据采集装置的示意图。如图1所示，该装置包括模数转换芯片10，并行处理器20和通讯接口芯片30。其中，模数转换芯片10包括采集范围设置电路11。模数转换芯片10与多个传感器相连接，用于采集并转换多个传感器输出的模拟信号以得到多个数字信号。传感器可以输出模拟的电压信号，传感器输出的模拟信号有一定的范围，例如，0～2.5V，0～5V等等。多个传感器可以是多个同一种类的传感器，也可以是包括不同种类的传感器。模拟信号采集范围是模数转换芯片10可以采集的传感器输出的模拟信号的范围。模拟信号采集范围限制了模数转换芯片10可以接收到的输入信号的范围。传感器输出的模拟信号范围如果与模数转换芯片10的模拟信号采集范围不匹配，例如，传感器输出的模拟信号范围超过了模数转换芯片10的模拟信号采集范围时，模数转换芯片10将不能区分比模拟信号采集范围之外的模拟输入信号的真实大小，或者，当传感器输出的模拟信号范围小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器数据采集装置，其特征在于，包括：模数转换芯片，与多个传感器相连接，用于采集并转换所述多个传感器输出的模拟信号以得到多个数字信号，其中，所述模数转换芯片包括采集范围设置电路，所述采集范围设置电路用于设置所述模数转换芯片的模拟信号采集范围；并行处理器，与所述模数转换芯片相连接，用于控制所述模数转换芯片对所述多个传感器的模拟信号进行采集；以及通讯接口芯片，连接所述并行处理器和上位机，用于执行所述并行处理器和所述上位机之间的通讯。

【技术特征摘要】
1.一种传感器数据采集装置，其特征在于，包括：模数转换芯片，与多个传感器相连接，用于采集并转换所述多个传感器输出的模拟信号以得到多个数字信号，其中，所述模数转换芯片包括采集范围设置电路，所述采集范围设置电路用于设置所述模数转换芯片的模拟信号采集范围；并行处理器，与所述模数转换芯片相连接，用于控制所述模数转换芯片对所述多个传感器的模拟信号进行采集；以及通讯接口芯片，连接所述并行处理器和上位机，用于执行所述并行处理器和所述上位机之间的通讯。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述并行处理器包括：采集范围控制电路，通过所述通讯接口芯片与所述上位机相连接，并与所述采集范围设置电路相连接，用于根据所述上位机发送的采集范围设置信息向所述模数转换芯片发送采集范围控制指令。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换芯片包括：多个采集电路，分别与所述多个传感器一一对应连接，用于分别对所述多个传感器输出的模拟信号进行采集并转换得到所述多个数字信号，所述并行处理器包括：采集顺序控制电路，与所述多个采集电路相连接，通过所述通讯接口芯片与所述上位机相连接，用于根据所述上位机发送的采集顺序设置信息向所述模数转换芯片发送采集顺序指令。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述并行处理器还包括：多个滤波处理电路，分别与所述多个采集电路一一对应连接，用于分别对所述多个数字信号进行滤波处理得到多个滤波处理信号。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述并行处理器还包括：缓存器，通过所述通讯接口芯片与所述上位机相连接，所述缓存器包括多个缓存单元，所述多个缓存单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳光启合众科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44