手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，包括安裝有若干傳感器的數(shù)據(jù)手套、信號預處理電路、DSP芯片、第一無線模塊、第二無線模塊和RS232接口，各傳感器連接所述信號預處理電路，所述DSP芯片分別連接所述信號預處理電路、DSP芯片、第一無線模塊和RS232接口，所述第一無線模塊和第二無線模塊無線連接；所述信號預處理電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器、第五運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電容和A/D轉(zhuǎn)換器。本實用新型成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單，能對手部運動信號進行高質(zhì)量處理，并不失真地傳遞和轉(zhuǎn)換信號。
【專利說明】手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]手是認識客觀世界、與外界交往的一種重要器官。在日常生活、工作中，多要頻繁使用手，因而手受傷不可避免。據(jù)統(tǒng)計，手外傷約占手部疾病的2 / 3，手部其余疾病為各種外傷后畸形或功能障礙、先天畸形、腫瘤、骨關(guān)節(jié)病等。手外科患者多是家庭主要勞力和家庭主要經(jīng)濟來源，這對患者及其今后的生活質(zhì)量，以及社會經(jīng)濟造成很大的損失。數(shù)據(jù)手套一種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的交互設(shè)備，數(shù)據(jù)手套可以跟蹤操作者靈活多變的手勢，實時測量人體手部各個關(guān)節(jié)角度的變化，是獲取用戶手部姿態(tài)信息的有效工具，如圖1所示，通過數(shù)據(jù)手套I上的傳感器11采集手部運動信號，而對這些手部運動信號目前一般配備精密、高成本的處理裝置，以便獲得高品質(zhì)處理，或者配備的處理裝置雖然成本較低，但是其信號處理性能不好，誤差很大。因此，這成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡單的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，能對手部運動信號進行高質(zhì)量處理，不失真地傳遞和轉(zhuǎn)換信號。
[0004]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0005]一種手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，包括安裝有若干傳感器的數(shù)據(jù)手套，所述各個傳感器采集手部運動信號，還包括信號預處理電路、DSP (數(shù)字信號處理)芯片、第一無線模塊、第二無線模塊和RS232接口，其中:
[0006]所述信號預處理電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器、第五運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電容和A/D (模/數(shù))轉(zhuǎn)換器，其中:
[0007]所述第一運算放大器的同相輸入端和第二運算放大器的同相輸入端接收所述手部運動信號；
[0008]所述第一運算放大器的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接所述第三運算放大器的同相輸入端；
[0009]所述第二運算放大器的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接所述第四運算放大器的同相輸入端；
[0010]所述第三運算放大器的反相輸入端與所述第四運算放大器的反相輸入端相接；
[0011]所述第三運算放大器的輸出端通過所述第一電阻連接所述第五運算放大器的同相輸入端；
[0012]所述第四運算放大器的輸出端通過所述第二電阻連接所述第五運算放大器的反相輸入端；
[0013]所述第五運算放大器的同相輸入端通過所述第三電阻連接其輸出端，輸出端通過所述第五電阻連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，反相輸入端通過所述第四電阻接地；
[0014]所述電容一端連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，另一端接地；
[0015]所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述DSP芯片，DSP芯片分別連接所述第一無線模塊和RS232接口 ；
[0016]所述第一無線模塊和第二無線模塊無線連接。
[0017]上述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)中，還包括連接所述DSP芯片的以太網(wǎng)接口。
[0018]上述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)中，所述傳感器為電阻式彎曲傳感器。
[0019]上述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)中，所述第一無線模塊和第二無線模塊均為GPRS (通用分組無線服務(wù)技術(shù))模塊。
[0020]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過簡單的電氣部件設(shè)計信號處理電路，配合DSP芯片等其他部件實現(xiàn)對手部運動信號采集和傳輸，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，對手部運動信號進行高質(zhì)量處理，不失真地傳遞和轉(zhuǎn)換手部運動信號，并可以通過無線、以太網(wǎng)以及RS232接口三種方式傳輸出去。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中數(shù)據(jù)手套的立體圖；
[0022]圖2是本實用新型的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖3是本實用新型中信號預處理電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0025]請參閱圖2和圖3，本實用新型的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，包括安裝有若干傳感器11的數(shù)據(jù)手套1、信號預處理電路2、DSP芯片3、第一無線模塊4、第二無線模塊5、RS232接口 6和以太網(wǎng)接口 7，其中:
[0026]各個傳感器11采集手部運動信號，該手部運動信號實際為一個電壓差信號；本實施例中，傳感器11為電阻式彎曲傳感器；
[0027]信號預處理電路2包括第一運算放大器Al、第二運算放大器A2、第三運算放大器A3、第四運算放大器A4、第五運算放大器A5、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、電容C和A/D轉(zhuǎn)換器21，其中:
[0028]第一運算放大器Al的同相輸入端和第二運算放大器A2的同相輸入端接收手部運動信號(電壓差)；
[0029]第一運算放大器Al的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接第三運算放大器A3的同相輸入端；
[0030]第二運算放大器A2的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接第四運算放大器A4的同相輸入端；
[0031]第三運算放大器A3的反相輸入端與第四運算放大器A4的反相輸入端相接；
[0032]第三運算放大器A3的輸出端通過第一電阻Rl連接第五運算放大器A5的同相輸入端;
[0033]第四運算放大器A4的輸出端通過第二電阻R2連接第五運算放大器A5的反相輸入端;
[0034]第五運算放大器A5的同相輸入端通過第三電阻R3連接其輸出端，輸出端通過第五電阻R5連接A/D轉(zhuǎn)換器21的輸入端，反相輸入端通過第四電阻R4接地；
[0035]電容C 一端連接A/D轉(zhuǎn)換器21的輸入端，另一端接地；
[0036]A/D轉(zhuǎn)換器21的輸出端連接DSP芯片3，DSP芯片3分別連接第一無線模塊4、RS232接口 6和以太網(wǎng)接口 7 ；
[0037]第一無線模塊4和第二無線模塊5無線連接，本實施例中，為GPRS模塊。
[0038]第二無線模塊5、RS232接口 6和以太網(wǎng)接口 7可以通過各自方式連接上位機。
[0039]綜上，第一運算放大器Al和第二運算放大器A2構(gòu)成放大電路，對接收的電壓差進行放大，第三運算放大器A3、第四運算放大器A4、第一電阻Rl和第二電阻R2構(gòu)成電壓跟隨電路，第五運算放大器A5、第三電阻R3和第四電阻R4構(gòu)成差動電路，第五電阻R5和電容C構(gòu)成濾波電路，A/D轉(zhuǎn)換器21用于將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，DSP芯片3將接收的數(shù)字信號通過第一無線模塊4、RS232接口 6或者以太網(wǎng)接口 7傳輸出去，其中，第一無線模塊4和第二無線模塊5之間無線傳輸。因此，本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，對手部運動信號進行高質(zhì)量處理，能不失真地傳遞和轉(zhuǎn)換手部運動信號。
[0040]以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。
【權(quán)利要求】
1.一種手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，包括安裝有若干傳感器的數(shù)據(jù)手套，所述各個傳感器采集手部運動信號，其特征在于，還包括信號預處理電路、DSP芯片、第一無線模塊、第二無線模塊和RS232接口，其中:所述信號預處理電路包括第一運算放大器、第二運算放大器、第三運算放大器、第四運算放大器、第五運算放大器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、電容和A/D轉(zhuǎn)換器，其中:所述第一運算放大器的同相輸入端和第二運算放大器的同相輸入端接收所述手部運動信號；所述第一運算放大器的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接所述第三運算放大器的同相輸入端；所述第二運算放大器的反相輸入端連接其輸出端，輸出端連接所述第四運算放大器的同相輸入端；所述第三運算放大器的反相輸入端與所述第四運算放大器的反相輸入端相接；所述第三運算放大器的輸出端通過所述第一電阻連接所述第五運算放大器的同相輸入端;所述第四運算放大器的輸出端通過所述第二電阻連接所述第五運算放大器的反相輸入端;所述第五運算放大器的同相輸入端通過所述第三電阻連接其輸出端，輸出端通過所述第五電阻連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，反相輸入端通過所述第四電阻接地；所述電容一端連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，另一端接地；所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述DSP芯片，DSP芯片分別連接所述第一無線模塊和RS232 接口 ；所述第一無線模塊和第二無線模塊無線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接所述DSP芯片的以太網(wǎng)接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器為電阻式彎曲傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手部運動信號采集傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線模塊和第二無線模塊均為GPRS模塊。
【文檔編號】G06F3/01GK203786666SQ201420061601
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年2月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月11日
【發(fā)明者】沈向前, 張軍, 毛謖, 吳守成, 黃昕, 葉坡, 徐驥華, 石海飛 申請人:浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院