基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套制造技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，包括调节套、腿套、分布式柔性传感器以及硬件电路，所述调节套设置在所述腿套上，所述分布式柔性传感器设置在所述腿套的夹层内，所述分布式柔性传感器的信号输出端连接所述硬件电路的信号输入端，所述硬件电路用于实时对所述分布式柔性传感器采集到的肌群应力信号进行处理，以记录并传输肌群应力信号。本发明专利技术可精准感知肌群应力变化，继而可通过调节腿套的调节套，对小腿施加适当的压力，从一定程度上缓解肌肉疲劳。从一定程度上缓解肌肉疲劳。从一定程度上缓解肌肉疲劳。

【技术实现步骤摘要】
基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套


[0001]本专利技术涉及传感医疗器件领域，特别是涉及一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套。

技术介绍

[0002]应力性骨折是一种好发于下肢承重骨的非创伤性损伤，主要由突然增加的高负荷重复运动所致，常见于运动员、部队新兵等群体中。调查数据显示，近年来应力性骨折越来越常见。使用适当的设备，修改合适的训练方案，及早对高危人群进行筛查等，都有助于应力性骨折的预防。目前，穿戴式增压型腿套在运动员训练中获得初步应用，展现出强化下肢肌群力量并缓解运动疲劳的效能。
[0003]腿套的本质就是口径较小的高弹性编织面料，这样就可以将其充分包裹束缚住小腿，从而发挥作用。都是基于一个基本的医学概念：用弹性梯度织物产生压力差，从而更好的促进体内血液和淋巴流动。压缩腿套通过挤压血管，目的是让更多的血液和氧气供应给肌肉，这样就可以让氧气和能量物质更快进入肌肉，同时也帮助代谢废物和二氧化碳更快从肌肉中排出，具有一定缓解疲劳或者说推迟疲劳发生的作用，推迟疲劳发生。在跑步过程中，脚腾空落地时带来的冲击会导致肌肉震颤，这被认为是引发肌肉损伤和引起延迟性肌肉酸痛现象的重要原因。压缩袜的压缩作用使小腿肌肉在跑步全程中晃动减少，可以在一定程度上降低肌肉疲劳的程度，这跟当年红军小腿打绷带如出一辙，同时这种外在的环绕式的压力也使穿戴者对疼痛的本体感觉降低，可以跑得更加顺畅自然。
[0004]现有腿套的功能单一，无法对腿部肌群应力进行分布式实时监测，且难以面向不同个体进行自适应压力调节。/>
技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套。
[0006]因此，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，包括调节套、腿套、分布式柔性传感器以及硬件电路，所述调节套设置在所述腿套上，所述分布式柔性传感器设置在所述腿套的夹层内，所述分布式柔性传感器的信号输出端连接所述硬件电路的信号输入端，所述硬件电路用于实时对所述分布式柔性传感器采集到的肌群应力信号进行处理，以记录并传输肌群应力信号。
[0008]所述分布式柔性传感器为柔性压力传感器线阵或分布式阵列；
[0009]所述线阵传感器周向分布于运动肌群，以监测运动核心肌群的运动过程肌力状态；所述线阵传感器包括一条或者两条或多条，平行布设于核心肌群的周向；
[0010]所述柔性压力传感器分布式阵列，布设于运动肌群表面，可以获取运动肌群应力的高密度分布信息；分布式阵列像元数为m
×
n，其中m、n为2，3
……
32；
[0011]为了提高肌群应力监测灵敏度，所述传感器的力敏单元设置应力传导层，该传导层与肌群表面皮肤接触；
[0012]分布式柔性压力传感器在佩戴使用时，需设置预压力，以提高肌群应力监测的数据可靠性；所述预压力的范围为20kPa～50kPa，其中腿围最粗处预压力通常设置为50kPa；
[0013]进一步地，所述硬件电路包括外部接口电路、通道电路、AD转换电路、微控制器、电源电路、串口模块以及无线通信模块；所述分布式柔性传感器的信号输出端连接所述外部接口电路的信号输入端，所述外部接口电路的信号输出端连接所述通道电路的信号输入端，所述通道电路的信号输出端连接所述AD转换电路的信号输入端，所述AD转换电路的信号输出端连接所述微控制器的信号输入端，所述微控制器的信号输出端通过所述串口模块连接所述无线通信模块。
[0014]进一步地，所述微控制器通过串口模块连接到无线通信模块，将经过微控制器处理的数字信号发送到上位机中。
[0015]进一步地，所述通道电路包括依次连接的放大电路和滤波电路，以对从外部接口电路接入的模拟信号进行放大和滤波处理。
[0016]进一步地，所述硬件电路设置在所述腿套的某一侧方。
[0017]进一步地，所述无线通信模块包括蓝牙单元、ZigBee单元以及Wi
‑
Fi单元中的一种及其组合。
[0018]进一步地，所述分布式柔性传感器为多个由面向微小应力的高灵敏度柔性压力传感器组成的压力传感器阵列。
[0019]进一步地，所述调节套为可调节绑带。
[0020]进一步地，所述腿套为织物腿套。
[0021]进一步地，所述调节套为织物调节套。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、可精准感知肌群应力变化，继而可通过调节腿套的调节套，对小腿施加适当的压力，从一定程度上缓解肌肉疲劳。
[0024]2、通过传感器监测的数据判断该佩戴者是否需要停止运动，防止其出现下肢疲劳性损伤。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1为根据本专利技术实施例的一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套的立体结构示意图。
[0027]图2为根据本专利技术实施例的一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套的硬件电路的结构图。
[0028]图3为根据本专利技术实施例的一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套的硬件电路具体应用时的示意图。
[0029]图中，1为调节套，2为腿套，3为分布式柔性传感器，4为硬件电路，401为外部接口电路，402为通道电路，403为AD转换电路，404为微控制器，405为电源电路，406为串口模块，407为无线通信模块，5为上位机。
具体实施方式
[0030]以下列举的部分实施例仅仅是为了更好地对本专利技术进行说明，但本专利技术的内容并不局限在应用于所举的实施例中。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
对实施方案进行非本质的改进和调整而应用于其他实施例中，仍在本专利技术的保护范围之内。
[0031]现在结合说明书附图对本专利技术做进一步的说明。
[0032]本专利技术实施例提供一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，如图1所示，该肌群应力监测智能腿套包括调节套1、腿套2、分布式柔性传感器3以及硬件电路4，所述调节套1设置在所述腿套2上，所述分布式柔性传感器3设置在所述腿套2的夹层内，所述分布式柔性传感器3的信号输出端连接所述硬件电路4的信号输入端，所述硬件电路4用于实时对所述分布式柔性传感器采集到的肌群应力信号进行处理，以记录并传输肌群应力信号。
[0033]需要注意，本专利技术是一种可实时监测肌群应力且能因人而异进行自适应调节的智能型腿套。选取面向微小应力的高灵敏度柔性压力传感器，结合小腿肌群其受力特征及位置，开发面向胫骨肌群的高灵敏度分布式柔性压力传感器阵列，构成了分布式柔性传感器3，分布式柔性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，其特征在于，包括调节套、腿套、分布式柔性传感器以及硬件电路，所述调节套设置在所述腿套上，所述分布式柔性传感器设置在所述腿套的夹层内，所述分布式柔性传感器的信号输出端连接所述硬件电路的信号输入端，所述硬件电路用于实时对所述分布式柔性传感器采集到的肌群应力信号进行处理，以记录并传输肌群应力信号。2.根据权利要求1所述的基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，其特征在于，所述硬件电路包括外部接口电路、通道电路、AD转换电路、微控制器、电源电路、串口模块以及无线通信模块；所述分布式柔性传感器的信号输出端连接所述外部接口电路的信号输入端，所述外部接口电路的信号输出端连接所述通道电路的信号输入端，所述通道电路的信号输出端连接所述AD转换电路的信号输入端，所述AD转换电路的信号输出端连接所述微控制器的信号输入端，所述微控制器的信号输出端通过所述串口模块连接所述无线通信模块。3.根据权利要求2所述的基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，其特征在于，所述微控制器通过串口模块连接到无线通信模块，将经过微控制器处理的数字信号发送到上位机中。4.根据权利要求2所述的基于分布式力感知技术的肌群应力监测智能腿套，其特征在于，所述通道电路包括依次连接的放大电路和滤波电路，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，苟欣，李佩，谢磊，董晨辉，李春宝，史浩飞，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：