[发明专利]一种穿戴式下肢骨骼运动检测装置

说明书

穿戴式下肢骨骼运动检测装置，包括主控单片机以及与主控单片机对应连接的压力传感模块、加速度传感器、陀螺仪、蓝牙模块、心率监测模块、通讯电路和手机APP客户端，所述压力传感模块和加速度传感器分别设于穿戴者腿关节和足底部，压力传感模块用于检测穿戴者脚与地面的接触压力，加速度传感器用于检测所述足部的运动频率；所述陀螺仪设有二个，分别设置在使用者的小腿的上下两个关节。将传统的单一传感器检测控制方式，改进为检测准确的多种传感器检测。

技术领域

本发明涉及一种穿戴式骨骼运动检测装置。尤其是下肢外骨骼人体步态和动力方面的综合监测。

背景技术

在当今老龄化严重的年代，由于空巢老人较多，并且老年人的身体问题大多都是腿脚不便，老寒腿之类的毛病，体力、精力大不如前，现有的穿戴式骨骼运动检测装置不能实时监控老人的身体特征状态。

骨骼机器人的应用已经很多，CN201811647849外骨骼机器人，包括下肢机构、上肢机构和背包组件，下肢机构包括大腿组件、小腿件和传动关节，大腿组件和小腿件通过传动关节转动连接；上肢机构包括上臂、小臂和传动关节，上臂和小臂通过传动关节转动连接；背包组件背包板和多位控制装置。

CN201811128060下肢康复外骨骼和外骨骼机器人，包括：关节组件，所述关节组件包括第一连接臂和第二连接臂，第一连接臂和第二连接臂转动连接；传动组件，所述传动组件连接所述第一连接臂和第二连接臂；以及动力装置。

CN同步外骨骼机械臂是一种同步外骨骼机械臂，属于仿生机器人技术领域。其包括支撑装置及对称安装在是所述支撑装置两侧的两个手臂，每一个所述手臂包括大臂、小臂及传动装置，所述大臂与所述小臂铰接，所述传动装置包括套接在人体手臂上的大臂套、安装在所述大臂上的传动装置。但下肢外骨骼人体步态监测方法与装置还未有大量公开。

发明内容

本发明目的是，通过采集传感器采集的有关下肢骨骼的步速、步态等实时数据，提出一种穿戴式骨骼运动检测装置，用于下肢外骨骼人体步态和动力方面的综合监测，并根据实时数据控制穿戴者中的动力单元来实现制度康复方案以及步行辅助。

本发明所采用的技术方案有：一种穿戴式下肢骨骼运动检测装置，包括主控单片机以及与主控单片机对应连接的压力传感模块、加速度传感器、陀螺仪、蓝牙模块、心率监测模块、通讯电路和手机APP客户端，所述压力传感模块和加速度传感器分别设于穿戴者腿关节和足底部，压力传感模块用于检测穿戴者脚与地面的接触压力，加速度传感器用于检测所述足部的运动频率；所述陀螺仪设有二个，分别设置在使用者的小腿的上下两个关节，陀螺仪用于检测小腿以及脚踝与地面的倾角；所述蓝牙模块上传用户信息至主控单片机；所述心率监测模块用于检测穿戴者心率；所述主控单片机用于接收压力传感模块的压力信号、加速度传感器的运动频率信号以及陀螺仪的角度信号，并经分析运算后判断出人体的步态信息；所述通讯电路用于将主控单片机判断出人体的步态信息传递至穿戴者和手机APP客户端，心率监测模块通过通讯电路将采集到的数据传递至手机APP客户端。

进一步地，所述设有摄像头模块，摄像头模块录入行走视频，并上传至手机APP客户端。

进一步地，所述通讯电路包括有线电路和无线电路(蓝牙)，主控单片机与各模块之间是通过有线电路相连，心率监测模块与手机APP客户端之间以及主控单片机与手机APP客户端之间均是通过无线电路相连。

进一步地，所述蓝牙模块采用型号为JDY-08蓝牙4.0BLE低功耗CC2541的蓝牙模块。

进一步地，所述心率监测模块为MAX30102血氧手腕心率脉搏检测心跳传感器。

进一步地，所述压力传感模块包括柔性薄膜压力传感器及AD转换装置的模块。

本发明将传统的单一传感器检测控制方式，改进为不同环境模式下的多种传感器检测控制，在对于不同场合的应用上具有较高的适应性，系统简单方便，以便于非专业人士使用。