專利名稱：一種多通道無線表面肌電信號采集裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人機交互中表面肌電信號采集技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多通 道無線表面肌電信號采集裝置及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，基于SEMG ( Surface ElectroMyoGraphy，表面月幾電4言號)4言號 的人機交互系統(tǒng)通過肌電傳感器在相應(yīng)肌群上采集到的表面肌電信號對不同 手勢動作進行識別，由于識別結(jié)果不但能反映關(guān)節(jié)的伸屈狀態(tài)和強度，還能 實時反映手勢完成過程中手的形狀、位置、朝向和運動信息，在手勢識別方 面具有獨特的優(yōu)勢，因此被應(yīng)用在多種計算機接口控制，如假肢、消費電子 和^L頻游戲控制等領(lǐng)域中。
在可用于手勢輸入的表面肌電信號采集系統(tǒng)中，由于所述系統(tǒng)作為人機 交互輸入的接口，需要體現(xiàn)人機交互的便攜性和自然性，要求肌電傳感器不 能受采集環(huán)境的限制，要具有可穿戴、低功耗和體積小等特點；此外，由于 表面肌電信號的幅值比較小， 一般為幾十微伏至幾百微伏，這樣在對基于表 面肌電信號的手勢動作進行識別并用識別結(jié)果控制外圍設(shè)備時，就要求釆用 高精度低噪聲的肌電傳感器來獲取高信噪比的表面肌電信號。
為了提高基于表面肌電信號的手勢動作的識別效果，多采用多通道 SEMG采集技術(shù)。使用的肌電傳感器大多為商業(yè)公司生產(chǎn)，不是專為人機交 互所設(shè)計，通常為有線設(shè)備，如Delsys表面肌電測試分析系統(tǒng)和Bagnoli有線 型表面肌電采集系統(tǒng)。這些有線設(shè)備保證了釆集信號的質(zhì)量，適合所有研究的實驗室使用。
但是，有線表面肌電采集這種方式在人機交互的實現(xiàn)上具有不便利性， 主要表現(xiàn)在
(1) 在采集表面肌電信號時，受試者的膀臂上要綁上很多帶有長線的 電極，這不僅使采集設(shè)備顯得臃腫不便于穿戴，而且在其他部位肌群輔助手 勢動作識別輸入需要大幅度動作時，有線連接使受試者不便于大幅度動作的
手勢輸入；
(2) 易產(chǎn)生工頻干擾因為表面肌電信號十分微弱，但在很多情況 下，市電供電以及電腦顯示處理表面肌電信號的實-驗室環(huán)境中，人體的電位 與采集用電腦接地的電位可能存在著相當大的工頻(國內(nèi)為50Hz)電壓差， 所以通常采用工頻陷波器抑制工頻干擾。然而表面肌電信號的有效頻率范圍 為20他~1000他，包含50他成分，因此采用陷波器并不是最理想的方案，它
使有線表面肌電采集系統(tǒng)在去除工頻干擾的同時也去除了有效的50他表面肌 電信號成分。
針對有線表面肌電采集存在的問題，相關(guān)公司和研究機構(gòu)推出無線肌電 采集系統(tǒng)，其設(shè)計的主要思想是提供可移動性。如Delsys公司生產(chǎn)的 Myomonitor IV無線表面肌電信號采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可用無線傳輸?shù)姆绞揭?可以用SD卡作數(shù)據(jù)存儲器的方式進行表面肌電信號的采集、預(yù)處理和存儲， 適合于移動環(huán)境下的手勢輸入動作。然而，這種方式雖實現(xiàn)了表面肌電信號 采集電極和信號處理存儲部分與PC機之間的無線傳輸技術(shù)，但該設(shè)備的采集 電極、信號處理及存儲功能模塊之間是有線連接，在某些時候仍存在不便于 穿戴和不便于大幅度手勢動作輸入的問題。目前還有一種無線表面肌電信號 傳感器是將釆集部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分、微控制器部分和發(fā)射部分都集成在一 起，在接收到接收端的同步信號后將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的表面肌電信號通過無線 傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送數(shù)字信號。這種集成方式勢會增加傳感器的體積，有時不能滿足微型化的要求；并且采用數(shù)字信號傳輸?shù)臅r候需要考慮信號同步發(fā)射的 問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種多通道無線 表面肌電信號釆集裝置及系統(tǒng)，具有微型化、高精度低噪聲、低功耗及可穿 戴易便攜的特點。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置，所述裝置包括 信號采集模塊，用于采集表面肌電信號；
調(diào)制發(fā)射模塊，用于對所述信號采集模塊采集到的所述表面肌電信號進 行調(diào)制，將調(diào)制后的所述表面肌電信號通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行發(fā)射；所述 表面肌電信號為模擬信號。
進一步地，所述調(diào)制發(fā)射模塊具體包括
調(diào)頻單元，用于根據(jù)所述表面肌電信號的質(zhì)量和接收頻率的要求，對所 述表面肌電信號的頻率進行調(diào)制；
穩(wěn)壓單元，用于為所述調(diào)頻單元提供穩(wěn)定電壓，以使所述表面肌電信號 調(diào)頻發(fā)射的頻率穩(wěn)定；
發(fā)射單元，用于將所述調(diào)頻單元調(diào)制后的所述表面肌電信號，以無線傳 輸?shù)姆绞竭M行發(fā)送。
進一步地，所述信號采集模塊具體包括
采集單元，用于采集表面肌電信號；
參考電極，用于為所述采集單元采集所述表面肌電信號提供參考電壓， 以使采集到的所述表面肌電信號的電壓在運放的共模輸入范圍之內(nèi)。
進一步地，所述采集單元采用銀制線形差分電極，以對表面肌電信號進行釆集。
進一步地，所述裝置還包括放大濾波模塊，用于將所述信號采集模塊采 集到的所述表面肌電信號進行放大濾波處理，以-使所述調(diào)制發(fā)射模塊將處理 后的所述表面肌電信號發(fā)射出去。
進一步地，所述裝置還包括電源模塊，用于為所述發(fā)射裝置進行供電。
本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號接收裝置，所述裝置包括 接收解調(diào)模塊，用于接收通過無線傳輸方式發(fā)射的調(diào)制后的表面肌電信
號，并對所述表面肌電信號進行解調(diào)；所述表面肌電信號為模擬信號；
微控制器模塊，用于對所述接收解調(diào)模塊解調(diào)后的所述表面肌電信號進
行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，并將所述處理后的所述表面肌電信號輸出，以對所述表
面肌電信號進行處理。
進一步地，所述微控制器模塊具體包括
信號處理單元，用于將接收到的所述表面肌電信號進行^^莫數(shù)轉(zhuǎn)換處理； 信號輸出單元，用于將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的所述表面肌電信號通過無 線或者有線傳輸?shù)姆绞竭M行輸出。
本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號顯示裝置，所述裝置包括 存儲模塊，用于接收并存儲通過無線傳輸方式發(fā)送的，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后 的表面肌電信號；
顯示模塊，用于將所述存儲模塊保存的所述表面肌電信號，通過相應(yīng)的 方式進4于顯示。
本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置；
8如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號接收裝置；
以及，包括如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號顯示裝置。
本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明所述技術(shù)方案中，將表面肌電信號采集系統(tǒng)中發(fā)射部分和接收部 分分離，使發(fā)射部分和采集部分設(shè)置在一起，接收部分和信號處理部分設(shè)置 在一起，存儲和顯示部分設(shè)置在PC端，可以真正估文到采集發(fā)射部分和接收部 分無線傳輸，不但可以保證該電極可以用于任意幅度手勢動作的輸入，避免 了難穿戴和不便攜的尷尬，而且可以大幅度地減小采集傳感器的體積，實現(xiàn) 發(fā)射裝置可以用醫(yī)學上的雙面膠粘貼在任意感興趣的肌群皮膚表面進行表面 肌電信號采集和發(fā)射，從而實現(xiàn)該采集系統(tǒng)的微型化和可穿戴性。
采用本發(fā)明所述發(fā)射和接收裝置，在接收部分接收到的調(diào)制信號是模擬 信號，所以在發(fā)射端不但不用考慮信號的同步問題，只需要在接收部分用微 控制器的時鐘進行統(tǒng)一控制即可，而且發(fā)射部分與PC接地部分完全分離，有 效地解決了工頻干擾的問題，保留了有效的SO他表面肌電信號成分；
在信號采集部分發(fā)射調(diào)制的模擬信號，不用進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，這樣可以將 信號處理部分和采集發(fā)射部分分離，進一步縮小了采集和發(fā)射部分的體積；
采用本發(fā)明所述的這種發(fā)射和接收方式，在穩(wěn)壓單元部分輸出的穩(wěn)定電 壓值可以使得用信號采集模塊采集到的表面肌電信號調(diào)制到穩(wěn)定的頻率上， 并且調(diào)制發(fā)射模塊只要用不同的穩(wěn)定的電壓值進行頻率的調(diào)制，就可以實現(xiàn) 表面肌電信號不同頻率的穩(wěn)定調(diào)制，從而方便地實現(xiàn)多通道的無線表面肌電 信號的釆集。


9圖1為本發(fā)明實施例一所述多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置簡化結(jié)構(gòu)示
意圖2為本發(fā)明實施例 一 中所述穩(wěn)壓單元的工作原理圖； 圖3為本發(fā)明實施例一中所述放大濾波模塊的工作原理圖； 圖4為本發(fā)明實施例一所述多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置背面簡化結(jié) 構(gòu)示意圖5為本發(fā)明實施例二所述多通道無線表面肌電信號接收裝置簡化結(jié)構(gòu)示 意圖6為本發(fā)明實施例三所述多通道無線表面肌電信號顯示裝置簡化結(jié)構(gòu)示 意圖7為本發(fā)明實施例四所述無線多通道表面肌電信號采集系統(tǒng)簡化結(jié)構(gòu)示 意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明所述的技術(shù)方案通過將無線表面肌電信號采集系統(tǒng)中發(fā)射部分和接 收部分完全分離，實現(xiàn)了無線表面肌電信號采集系統(tǒng)中各部分之間的無線化 和微型化，從而解決了大幅度動作手勢輸入時的尷尬，克服了有線采集系統(tǒng) 易產(chǎn)生工頻干擾問題，具有可穿戴和便攜性的特點。
在本發(fā)明所述的技術(shù)方案中發(fā)射部分采用模擬信號的無線發(fā)射方式，在接 收部分使用統(tǒng)一的時鐘進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，可以不用考慮信號發(fā)射的同步問 題；在模擬信號發(fā)射的問題上，重點考慮了如何穩(wěn)定調(diào)制頻率的問題，將不 同的發(fā)射模塊調(diào)制到不同的穩(wěn)定頻率上，從而實現(xiàn)多通道無線表面肌電信號 的采集。為了便于對本發(fā)明所述技術(shù)方案的理解，下面結(jié)合實施例進行詳細說明。
實施例一
如圖1所示，本發(fā)明所述一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置，所述 裝置包括
信號采集模塊S11，用于采集表面肌電信號；
調(diào)制發(fā)射模塊S12，用于對所述信號釆集模塊采集到的所述表面肌電信 號進行調(diào)制后，將調(diào)制后的所述表面肌電信號通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行發(fā) 射；所述表面肌電信號為模擬信號。
具體地，所述調(diào)制發(fā)射模塊具體包括
調(diào)頻單元S121 ，用于根據(jù)所述表面肌電信號的質(zhì)量和接收頻率的要求， 對所述表面肌電信號的頻率進行調(diào)制；
穩(wěn)壓單元S122，用于為所述調(diào)頻單元提供穩(wěn)定電壓，以使所述表面肌電 信號調(diào)頻發(fā)射的頻率穩(wěn)定；
發(fā)射單元S123，用于將所述調(diào)頻單元調(diào)制后的所述表面肌電信號，以無 線傳輸?shù)姆绞竭M行發(fā)送。
如圖2所示，為穩(wěn)壓單元的工作原理調(diào)制發(fā)射模塊包括調(diào)頻單元、穩(wěn)壓單元和發(fā)射單元，由于要保證接收信號 的質(zhì)量并且確定區(qū)分每個通道的表面肌電信號，需要將采集到的表面肌電信 號穩(wěn)定地調(diào)制到不同的頻率后再發(fā)射。又因為采集的表面肌電信號的發(fā)射頻 率由調(diào)頻單元的電壓和外接電感量控制，所以需要選擇誤差范圍小、精度高 的穩(wěn)壓單元。
在本實施例中所述穩(wěn)壓單元可以選擇誤差范圍小的穩(wěn)壓芯片，譬如Ti公 司的穩(wěn)壓芯片TPS79333,用其穩(wěn)定電壓值的分壓值選擇調(diào)制頻率。若要實現(xiàn)多通道無線表面肌電信號的采集，只要將每一塊發(fā)射電極板上的穩(wěn)壓芯片 的電壓值取不同的分壓值為調(diào)制芯片提供調(diào)制端的電壓，即可調(diào)制到不同的
頻率，大大簡化了設(shè)計的過程。選擇調(diào)頻芯片時主要考慮將表面肌電信號
調(diào)制到廣播頻段88M他 10SM他，該頻段用于生物醫(yī)學遙測功率， 一般都很
小，對人體無傷害。在本實施例中可以采用Maxim公司的調(diào)頻芯片 MAX2606，其輸入電壓的范圍為2.7「 5.57，考慮使發(fā)射的距離盡可能遠， 可將輸入電壓設(shè)定得高些，在本實施例中可以選定輸入電壓為5 「。
具體地，所述信號采集模塊具體包括-.
釆集單元S111，用于采集表面肌電信號；
參考電極S112，用于為所述采集單元采集所述表面肌電信號提供參考電 壓，以使采集到的所述表面肌電信號的電壓在運放的共模輸入范圍之內(nèi)。
具體地說，本發(fā)明實施例中所述采集單元采用銀制線形差分電極，以對 表面肌電信號進行采集。本實施例中可以采用由兩股銀絲檸成的差分電極， 完成信號的檢測，其中每股由10根直徑為1附《的長度為10的銀絲擰成。 采用差分電極可以提高信噪比，提高信號采集質(zhì)量。
具體地說，所述發(fā)射裝置還包括放大濾波模塊S13，用于將所述信號采 集模塊采集到的所述表面肌電信號進行放大濾波處理，以使所述調(diào)制發(fā)射模 塊將處理后的所述表面肌電信號發(fā)射出去。
本實施例中，放大濾波模塊包括儀表運放和濾波電路，由于希望采集到 高質(zhì)量的信號，儀表運放的選擇標準是差分輸入、高輸入阻抗、高共模抑制 比、低電流噪聲和合適輸入電壓范圍(運放輸入電壓的選擇詳見電源電路部 分)的封裝小(由電極的微型化決定)并且增益可調(diào)的運放。
本實施例中，所述放大濾波模塊可以采用以低輸入電流噪聲 (40/j/V^ )、高共模抑制比(>100必)、高輸入阻抗()和輸入電壓范圍為土" 土1^的運算放大器芯片AD8221為主的放大濾波電路實現(xiàn)微
弱表面表面肌電信號的放大濾波功能，由于表面肌電信號的有效頻率范圍為 加他 1000歷，濾波電路的截止頻率大致為20他 1000他，可以用帶通濾波器
實現(xiàn)，或者將低通濾波器和高通濾波器相結(jié)合來實現(xiàn)。在本實施例中，采用 20他的高通濾波器和1000他的低通濾波器構(gòu)成的"帶通濾波器，，來實現(xiàn)。
為了提高信號的信噪比，在PCB板布局上考慮用AD8221的GND引腳(6 腳)線將信號輸入端(1腳和4腳)環(huán)繞，這樣差分電極就^C相應(yīng)的共才莫端所 包圍，磁場電場的感應(yīng)將同時加在差分電極的共才莫端上，由于釆用高共才莫抑 制比的運算放大器，所以可以很好地抑制噪聲干擾。正電源模塊上的電感和 負電源端的C舞很容易耦合進噪聲干擾，因此盡量遠離輸入端，在本實施例 中可以考慮放在所述發(fā)射裝置的最右端。
在圖1中布局從右向左依次是電源模塊、信號采集模塊、放大濾波模塊 和調(diào)頻發(fā)射模塊，從放大濾波到調(diào)頻發(fā)射，信號由強到弱、從右往左依次排 放。這樣把強弱信號分開，可以防止強信號處通過分布參數(shù)耦合到弱信號處 從而造成的放大器自激，提高采集信號的質(zhì)量。
圖3中所示，為放大濾波電路應(yīng)用在本發(fā)明所述的發(fā)射裝置中的原理差分電極接在儀表運放的正負信號輸入端，和Ci接在AD8221的增益 調(diào)整端，^一方面作為增益調(diào)整的電阻，另一方面和ci一同構(gòu)成一階高通濾 波器。由于要實現(xiàn)電極的微型化，其元件的封裝應(yīng)盡可能小，考慮到目前市 面上的電容0805封裝的最大阻值為10〃F,且高通濾波器的截止頻率為20他
~^~《20他
左右，由截至頻率公式為hi lCl 可知，Wl的電阻取值為i 120.8《0，同
時也要考慮到W作為增益調(diào)整電阻的電壓選擇范圍，要保證增益放大后，采 集到的表面肌電信號不能過載。輸出端的^和。構(gòu)成一階低通濾波器，只
要確保由i^和Q構(gòu)成的低通濾波器的截至頻率為ki 2。 左右即可。具體地說，所述裝置還包括電源模塊S14,用于為所述發(fā)射裝置進行供電。
本發(fā)明實施例一中所述電源才莫塊包括正電源部分和負電源部分，為調(diào)頻 發(fā)射模塊和放大濾波模塊提供電源。由于本發(fā)明是共地系統(tǒng)，故采用對稱的 供電系統(tǒng)，本實施例中由調(diào)頻發(fā)射模塊的輸入電壓確定正電源電壓為5「，則
對稱的負電源電壓為-57。 一般體積小、容量大的電池優(yōu)選鋰聚合物電池，
在本實施例中可以選擇體積小的容量盡可能大的鋰聚合物電池，反復(fù)地充放
開關(guān)電源芯片，并且由于開關(guān)電源工作在高頻通斷狀態(tài)，需要選取紋波不是 很大的開關(guān)電源芯片(表面肌電信號的幅值比較小)，在本實施例中，由于
儀表運放的電源抑制比(PSRR)較高，且RC濾波器在20K歷時有很高的電 源抑制能力，系統(tǒng)對電源的紋波抑制比要求不是很高，但是電源電壓的紋波 會通過分布參數(shù)感應(yīng)到敏感的輸入端，為了得到比較好的效果，電源電壓只 允許有數(shù)十附r的紋波，這對電源來i兌要求并不高，例如本實施例中可以選 擇的負開關(guān)電源芯片的紋波為20附r ,不影響電路使用效果。在本實施例中 可以選擇正開關(guān)電源芯片，將鋰聚合物電池的電壓轉(zhuǎn)換為5「，可以選擇電荷 泵芯片，將57的電壓轉(zhuǎn)換為-57， 土^的電壓為運放AD8221提供正負電壓， 由此可以看出運放要選4奪雙端電壓并且輸入電壓范圍涵蓋±5「的運》文，在本 實施例中的AD8221的輸入電壓范圍為±2.3~±isr ,滿足要求。
如圖4所示，為本實施例一所述多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置背面的 結(jié)構(gòu)示意圖。信號采集模塊中的參考電極可以保證輸入信號的電壓范圍在運 放的共模輸入范圍之內(nèi)，確保采集到的表面肌電信號的質(zhì)量，所述參考電極 可以通過外接或者設(shè)置在發(fā)射模塊上的方式來設(shè)置，在本實施例中將參考電 極做在發(fā)射模塊的PCB上，黑色部分鍍上了金屬，連接GND，作為參考電極，這樣可以減少連線，進一步實現(xiàn)表面肌電采集系統(tǒng)的無線化。 實施例二
如圖5所示，本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號接收裝置，所述 裝置包括
接收解調(diào)模塊S21，用于接收通過無線傳輸方式發(fā)射的調(diào)制后的表面肌 電信號，并對所述表面肌電信號進行解調(diào)；所述表面肌電信號為模擬信號；
微控制器模塊S22,用于對所述接收解調(diào)模塊解調(diào)后的所述表面肌電信 號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，并將所述處理后的所述表面肌電信號輸出，以對所 述肌電信號進行處理。
具體地說，所述微控制器模塊具體包括
信號處理單元S221 ，用于將接收到的所述表面肌電信號進行才莫數(shù)轉(zhuǎn)換處
理；
信號輸出單元S222，用于將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的所述表面肌電信號通 過有線或無線傳輸?shù)姆绞竭M行輸出。
以微控制器模塊為核心，在本實施例中，可以選擇C8051F320,該芯片 控制接收解調(diào)模塊接收調(diào)制信號，接收解調(diào)可以采用市場上廣泛應(yīng)用于消費 類電子視聽產(chǎn)品、家用電器等的接收解調(diào)模塊，在本實施例中，可以選擇 TEA5767接收模塊，該接收模塊集成了高靈敏度的低噪聲放大器，具有高穩(wěn) 定性，內(nèi)置FM解調(diào)器可以省去外部鑒頻器；頻率范圍為87.5Mfe iOSM/fe, 低功耗，超小體積。 一塊TEA5767接收解調(diào)模塊可以通過設(shè)定PLL值選擇接 收頻率。當微控制器C8051F320控制多塊接收解調(diào)模塊時，可以通過設(shè)置不 同的PLL值接收不同頻率的調(diào)制信號，實現(xiàn)多通道無線表面肌電信號的采 集。當然在用穩(wěn)壓芯片不同的分壓電壓選擇不同調(diào)制頻率時，注意避免與電 臺的頻率相同或極相近。
15微控制器模塊主要是將接收到的表面肌電信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并通過無
線傳輸或者有線傳輸方式進行輸出，例如通過USB接口或藍牙與PC機進行
通信。由于其轉(zhuǎn)換的時鐘頻率均來源于微控制器的時鐘頻率，因此其轉(zhuǎn)換是 同步的，不需要額外考慮信號接收的同步問題。
在選擇微控制器模塊時需要參考以下內(nèi)容
(1) 由于是多通道無線表面肌電電極的采集系統(tǒng)，要求微控制器應(yīng)該 有豐富的l/0接口，其次要進行A/D轉(zhuǎn)換，需要一定的采樣分辨率，由于表面 肌電信號的幅值較小，因此要采用^10位的ADC。
(2) 由于要與PC機進行通信，因此微控制器最好帶有通用串行總線 (USB)功能控制器，接口方便數(shù)據(jù)和PC機的傳輸，并且可以通過USB接口
為接收模塊供電。
(3) 體積較小。
從以上三個方面考慮出發(fā)，在本實施例中，可以選擇樣i控制器 C8051F320作為接收模塊的核心。它有豐富的l/0端口，真正10位200ksps的 17通道單端/差分ADC,適應(yīng)多通道的無線表面肌電采集系統(tǒng)；通用串行總線 功能控制器；體積較小。
實施例三
如圖6所示，本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號顯示裝置，所 述裝置包括
存儲模塊S31,用于接收并存儲通過無線或有線的傳輸方式發(fā)送的，經(jīng) 過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的表面肌電信號；
顯示模塊S32,用于將所述存儲模塊保存的所述表面肌電信號，通過相 應(yīng)的方式進行顯示。
16實施例四
如圖7所示，本發(fā)明提供了一種多通道無線表面肌電信號采集系統(tǒng)，所 述系統(tǒng)包括
如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置S55; 如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號接收裝置S66; 以及，包括如上述技術(shù)方案所述的一種多通道無線表面肌電信號顯示裝 置S77。
鑒于實施例四中各組成裝置的原理如實施例一、二、三中所述的技術(shù)方 案一致，所以在此不作贅述。
根據(jù)本發(fā)明所述技術(shù)方案的實施方式，可以產(chǎn)生優(yōu)于現(xiàn)有有線表面肌電 信號采集系統(tǒng)的重大好處。例如當有其他部位肌群輔助手勢輸入需要大幅度 動作時，可以不受有線采集系統(tǒng)的限制，受試者可以很靈活地大幅度動作， 而且可以不受采集環(huán)境的限制，可以實現(xiàn)10m距離內(nèi)的可移動性；當采集環(huán) 境的接地情況不好時，本發(fā)明的實施方式可以有效地屏蔽50Hz工頻干擾，提 高采集信號的信噪比。并且，將采集系統(tǒng)的發(fā)射部分和接收部分完全分離 開，使得采集電極更加微型化；采用模擬信號的無線發(fā)射，在接收的時候可 以不用考慮信號的同步問題。在該實施方式中的其他好處和優(yōu)點對于受本發(fā) 明教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可 輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明 的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1、一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置，其特征在于，包括信號采集模塊，用于采集表面肌電信號；調(diào)制發(fā)射模塊，用于對所述信號采集模塊采集到的所述表面肌電信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的所述表面肌電信號通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行發(fā)射；所述表面肌電信號為模擬信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述調(diào)制發(fā)射模塊具 體包括調(diào)頻單元，用于根據(jù)所述表面肌電信號的質(zhì)量和接收頻率的要求，對所 述表面肌電信號的頻率進行調(diào)制；穩(wěn)壓單元，用于為所述調(diào)頻單元提供穩(wěn)定電壓，以使所述表面肌電信號 調(diào)頻發(fā)射的頻率穩(wěn)定；發(fā)射單元，用于將所述調(diào)頻單元調(diào)制后的所述表面肌電信號，以無線傳 輸?shù)姆绞竭M行發(fā)送。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述信號采集模塊具 體包括采集單元，用于采集表面肌電信號；參考電極，用于為所述采集單元釆集所述表面肌電信號提供參考電壓， 以使采集到的所述表面肌電信號的電壓在運放的共模輸入范圍之內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述采集單元采用銀 制線形差分電極，以對表面肌電信號進行釆集。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述裝置還包括放大 濾波模塊，用于將所述信號采集模塊采集到的所述表面肌電信號進行放大濾波處理，以使所述調(diào)制發(fā)射模塊將處理后的所述表面肌電信號發(fā)射出去。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射裝置，其特征在于，所述裝置還包括電源 模塊，用于為所述發(fā)射裝置進行供電。
7、 一種多通道無線表面肌電信號接收裝置，其特征在于，所述裝置包括接收解調(diào)模塊，用于接收通過無線傳輸方式發(fā)射的調(diào)制后的表面肌電信號，并對所述表面肌電信號進行解調(diào)；所述表面肌電信號為模擬信號；微控制器模塊，用于對所述接收解調(diào)模塊解調(diào)后的所述表面肌電信號進 行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后，并將所述處理后的所述表面肌電信號輸出，以對所述表 面肌電信號進行處理。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的接收裝置，其特征在于，所述微控制器模塊具 體包括信號處理單元，用于將接收到的所述表面肌電信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理； 信號輸出單元，用于將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后的所述表面肌電信號通過無 線或有線的傳輸方式進行輸出。
9、 一種多通道無線表面肌電信號顯示裝置，其特征在于，所述裝置包括存儲模塊，用于接收并存儲通過無線或有線傳輸方式發(fā)送的，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的表面肌電信號；顯示模塊，用于將所述存儲模塊保存的所述表面肌電信號，通過相應(yīng)的 方式進4于顯示。
10、 一種多通道無線表面肌電信號采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1-6所述的一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置；如權(quán)利要求7、 8所述的一種多通道無線表面肌電信號接收裝置；以及，包括如權(quán)利要求9所述的一種多通道無線表面肌電信號顯示裝
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多通道無線表面肌電信號發(fā)射裝置，技術(shù)方案包括信號采集模塊，用于采集表面肌電信號；調(diào)制發(fā)射模塊，用于對所述信號采集模塊采集到的所述表面肌電信號進行調(diào)制，將調(diào)制后的所述表面肌電信號通過無線傳輸?shù)姆绞竭M行發(fā)射；所述表面肌電信號為模擬信號。本發(fā)明還公開了一多通道無線表面肌電信號接收裝置、顯示裝置及系統(tǒng)。本發(fā)明所述的技術(shù)方案，具有微型化、高精度低噪聲、低功耗的優(yōu)點，并且便于穿戴易便攜，消除了工頻干擾，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
文檔編號G06F3/01GK101482773SQ20091007715
公開日2009年7月15日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者娟 成, 楊基海, 趙章琰, 香 陳 申請人:中國科學技術(shù)大學