申请/专利权人：中国人民解放军第四军医大学

申请日：2019-10-10

公开（公告）日：2023-03-14

公开（公告）号：CN110652302B

主分类号：A61B5/11

分类号：A61B5/11;A61B5/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.14#授权;2020.02.04#实质审查的生效;2020.01.07#公开

摘要：本发明涉及一种膝盖振动测量仪，包括数据采集处理模块1和髌骨传感器模块2，其中，所述数据采集处理模块1连接所述髌骨传感器模块2；所述数据采集处理模块1包括自供电电池模块11、微控制器12、陀螺仪13、存储模块14、基准时间模块15和数据传输模块16。该膝盖振动测量仪采用自供电电池模块，自供电电池模块可以在测量仪使用的过程中将外界的能量转换为电能从而对测量仪进行充电，无需使用外接电源进行充电，不仅节约了电能，而且延长了电池的工作时间，使得膝盖振动测量仪可以长时间穿戴和携带。

主权项：1.一种膝盖振动测量仪，其特征在于，包括：数据采集处理模块1和髌骨传感器模块2，其中，所述数据采集处理模块1连接所述髌骨传感器模块2；所述数据采集处理模块1包括自供电电池模块11、微控制器12、陀螺仪13、存储模块14、基准时间模块15和数据传输模块16，其中，所述自供电电池模块11连接所述微控制器12、所述陀螺仪13、所述存储模块14、所述基准时间模块15、所述数据传输模块16和所述髌骨传感器模块2，用于获取并转换外界能量，为所述微控制器12、所述陀螺仪13、所述存储模块14、所述基准时间模块15、所述数据传输模块16和所述髌骨传感器模块2提供驱动电流；所述微控制器12连接所述陀螺仪13、所述存储模块14、所述基准时间模块15、所述数据传输模块16和所述髌骨传感器模块2，所述微控制器12用于接收并处理膝盖髌骨处振动数据、大腿处肌肉姿态数据和小腿处姿态数据，其中，所述膝盖髌骨处振动数据和所述大腿处肌肉姿态数据由所述髌骨传感器模块2获取并传送，所述小腿处姿态数据由所述陀螺仪13获取得到；所述存储模块14用于对所述膝盖髌骨处振动数据、所述大腿处肌肉姿态数据和所述小腿处姿态数据进行存储；所述数据传输模块16用于传输所述微控制器12处理得到的数据中的特征值数据；所述基准时间模块15用于向所述微控制器12提供时间基准；所述自供电电池模块11包括电源模块111和与所述电源模块111连接的供电系统112，其中，所述供电系统112包括压电接口电路1121、热电接口电路1122、电压控制模块1123和第一电容C1，其中，所述压电接口电路1121连接在压电传感器和所述电压控制模块1123之间，用于将所述压电传感器传输的第一交流输出信号转换为电能，所述第一交流输出信号由所述压电传感器将周围环境的振动能量转换而成；所述热电接口电路1122连接在热电传感器和所述电压控制模块1123之间，用于当所述压电接口电路1121获取能量不足或者间断的情况下将所述热电传感器输出的第二交流输出信号转换为电能，所述第二交流输出信号由所述热电传感器将周围的热能量转换而成；所述电压控制模块1123连接至所述电源模块111，用于接收并控制所述压电接口电路1121和所述热电接口电路1122产生的电压，且输出稳定的电压至所述电源模块111；所述第一电容C1连接在所述电压控制模块1123的输出端和接地端之间；所述热电接口电路1122包括启动电路11221、机械开关S、存储电路11222、第二电容C2和第三电容C3，其中，所述启动电路11221的输入端和所述存储电路11222的输入端均连接所述热电传感器的输出端，所述启动电路11221的输出端连接所述存储电路11222的输入端，所述启动电路11221用于接收并升压处理所述第二交流输出信号，判断升压后的电压值是否达到为所述存储电路11222供电的标准，并为所述存储电路11222提供供电电压以启动所述存储电路11222对所述第二交流输出信号进行存储；所述存储电路11222的输出端连接所述电压控制模块1123的输入端，所述存储电路11222用于存储所述热电传感器提供的供电电压，并为所述电压控制模块1123提供电压；所述机械开关S连接在所述启动电路11221和接地端之间，用于根据所述压电接口电路1121获取能量的情况控制所述热电接口电路1122的工作模式；所述第二电容C2连接在所述启动电路11221的输出端和接地端之间；所述第三电容C3连接在所述存储电路11222的输出端和接地端之间，所述第三电容C3为超级电容；所述机械开关S用于当所述压电接口电路1121获取能量不足或者间断的情况下控制所述热电接口电路1122启动；所述启动电路11221和所述存储电路11222的结构相同，所述启动电路11221和所述存储电路11222均包括：第一电阻R1、电感L、第十四PMOS管P14、第十一NMOS管N11、参考电压源VREF1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电容C4和比较器Comp，所述第一电阻R1的第一端作为所述热电传感器的输入端，所述第一电阻R1的第二端连接所述电感L的第一端，所述电感L的第二端连接所述第十四PMOS管P14的源极；所述第十四PMOS管P14的栅极连接其漏极，所述第十四PMOS管P14的漏极连接所述存储电路11222的输入端、所述参考电压源VREF1的输入端和所述第二电阻R2的第一端；所述第二电容C2连接在所述第十四PMOS管P14的漏极和接地端之间；所述参考电压源VREF1的输出端连接所述比较器Comp的反相输入端；所述第二电阻R2的第二端连接所述第三电阻R3第一端和所述比较器Comp的同相输入端；所述第四电容C4跨接于所述第三电阻R3的第一端和第二端之间；所述比较器Comp的同相输出端连接所述第十一NMOS管N11的栅极；所述第十一NMOS管N11的源极连接接地端，所述第十一NMOS管N11的漏极连接所述电感L的第二端、所述机械开关S的一端、所述第十四PMOS管P14的源极；在所述启动电路11221中，当所述机械开关S导通时，热电接口电路1122获取热能量以电流形式流过电感L；当机械开关S关断后，电感L电流迫使第十四PMOS管P14导通，给第二电容C2充电，最终获得所述供电电压以启动所述存储电路11222对所述第二交流输出信号进行存储；所述存储电路11222启动后，其中的第十四PMOS管P14导通，给第三电容C3充电。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军第四军医大学 一种膝盖振动测量仪

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD