CN105232040A - 一种肌肉疲劳检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号采集领域，公开了一种肌肉疲劳检测系统及方法，以解决现有技术中不能及时判断肌肉是否疲劳的技术问题。该系统包括：采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值，在所述带通信号的电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息。达到了可以及时判断肌肉是否疲劳的技术效果。

Description

一种肌肉疲劳检测系统及方法

技术领域

本发明涉及信号采集领域，尤其涉及一种肌肉疲劳检测系统及方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，电子技术也得到了飞速的发展，电子产品的种类也越来越多，人们也享受到了科技发展带来的各种便利。现在人们可以通过各种类型的电子设备，享受随着科技发展带来的舒适生活。例如，智能手机、平板电脑等电子设备已经成为人们生活中一个重要的组成部分，用户可以使用手机、平板电脑等电子设备来听音乐、玩游戏等等，以减轻现代快节奏生活所带来的压力。

而由于各种类型的电子设备的产生，导致越来越多的用户沉迷于使用各种类型的电子设备，通常情况下，用户在肌肉疲劳时就应该进行休息，以缓解肌肉的疲劳，然而现有技术中除非用户感觉到身体疼痛，不然无法察觉出肌肉是否疲劳，由此可见，现有技术中存在着不能及时判断肌肉是否疲劳的技术问题。

发明内容

本发明提供一种肌肉疲劳检测系统及方法，以解决现有技术中不能及时判断肌肉是否疲劳的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种肌肉疲劳检测系统，包括：

采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；

放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；

滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值，在所述带通信号的电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息。

可选的，所述滤波电路，包括：

高通滤波器，连接于所述放大电路；

低通滤波器，连接于所述高通滤波器。

可选的，所述电压比较电路，具体用于：驱动一警报器产生报警信息，所述报警信息即为所述提示信息；或

通过一数据传输模块将所述提示信息发送至另一电子设备。

可选的，所述预设范围具体为：50Hz～300Hz。

可选的，所述采集电路具体为：无线差分肌电信号采集极片。

可选的，所述放大电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器包括：第一同相端、第一反相端、第一正电源端、第一负电源端和第一输出端，所述第一同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第一信号输出端，所述第一负电源端连接电源；

第二运算放大器，所述第二运算放大器包括：第二同相端、第二反相端、第二正电源端、第二负电源端和第二输出端，所述第二同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第二信号输出端，所述第一负电源端与所述第二负电源端相连，且所述第一负电源端与所述第二负电源端的连接线接地，所述第二正电源端连接电源；

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接于所述第一反向端；

第一电容，所述第一电容与所述第一电阻串联，且所述第一电容连接于所述第一输出端；

第二电阻，所述第二电阻的第一端连接于所述第一输出端；

第三电阻，所述第三电阻的第一端连接于所述第二反相端；

第二电容，所述第二电容与所述第三电阻串联，且所述第二电容连接于所述第二输出端；

第四电阻，所述第四电阻的第一端连接于所述第二输出端；

第三运算放大器，所述第三运算放大器包括：第三同相端、第三反相端、第三正电源端、第三负电源端和第三输出端，所述第三同相端连接于所述第二电阻的第二端，所述第三反向端连接于所述第四电阻的第二端，所述第三正电源端连接电源；

第五电阻，连接于所述第三同相端和所述第三负电源端之间，且所述第五电阻与所述第三负电源端之间的连线接地；

第六电阻，连接于所述三反相端和所述第三输出端之间；

第七电阻，所述第七电阻的第一端连接于所述第一输出端与所述第一电容之间，所述第七电阻的第二端连接于所述第一电阻与所述第一电容之间；

第八电阻，所述第八电阻的第一端连接于所述第七电阻R7的第二端，所述第八电阻的第二端连接于第三电阻与所述第二电容之间；

第九电阻，所述第九电阻的第一端连接于所述第八电阻的第二端，所述第九电阻的第二端连接于所述第二输出端与所述第二电容之间。

可选的，所述高通滤波器包括：

第三电容，所述第三电容的第一端连接于所述放大电路的输出端；

第四电容，所述第四电容的第一端连接于所述第三电容的第二端；

第四运算放大器，所述第四运算放大器包括：第四同相端、第四反相端、第四正电源端、第四负电源端和第四输出端，所述第四同相端连接于所述第四电容的第二端，所述第四正电源端连接电源，所述第四负电源端接地；

第十电阻，所述第十电阻的第一端连接于第四电容与所述第四同相端之间；

第十一电阻，所述第十一电阻的第一端连接于所述第十电阻的第二端，所述第十一电阻的第二端连接于所述第四反相端，所述第十电阻和所述第十一电阻之间接地；

第十二电阻，所述第十二电阻的第一端连接于所述第十一电阻的第二端与所述第四反相端之间，所述第十二电阻的第二端连接于所述第四输出端；

第十三电阻，所述第十三电阻的第一端连接于所述第三电容与所述第四电容之间，所述第十三电阻的第二端连接于所述第四输出端且与所述第十二电阻的第二端相连。

可选的，所述低通滤波器包括：

第十四电阻，所述第十四电阻的第一端连接于所述高通滤波器的输出端；

第十五电阻，所述第十五电阻的第一端连接于所述第十四电阻的第二端；

第十六电阻，所述第十六电阻的第一端接地；

第五运算放大器，所述第五运算放大器包括：第五同相端、第五反相端、第五正电源端、第五负电源端和第五输出端，所述第五同相端连接于所述第十五电阻的第二端，所述第五反相端连接于所述第十六电阻的第二端，所述第五负电源端接地，所述第五正电源端连接于电源；

第十七电阻，所述第十七电阻的第一端连接于所述第十六电阻的第二端和所述第五反相端之间，所述第十七电阻的第二端连接于所述第五输出端；

第十八电阻，所述第十八电阻的第一端连接于所述第五正电源端，所述第十八电阻的第二端连接于所述第五输出端；

第五电容，所述第五电容的第一端连接于所述第十四电阻与所述第十五电阻之间，所述第五电容的第二端连接于所述第五输出端且与所述第十七电阻相连；

第六电容，所述第六电容的第一端连接于所述第十五电阻与所述第五正相端之间。

可选的，所述电压比较电路包括：

第十九电阻，所述第十九电阻的第一端连接于所述滤波电路的输出端；

比较器，所述比较器包括第六反相端、第六同相端、第六正电源端、第六负电源端和第六输出端，所述第六反相端连接于所述第十九电阻的第二端，所述第六负电源端接地，所述第六正电源端连接电源；

第二十电阻，连接于所述第六同相端和所述第六负电源端之间；

第二十一电阻，所述第二十一电阻的第一端连接于所述第六输出端；

第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极连接于所述第二十一电阻的输出端；

第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的负极连接于所述第一稳压二极管的负极，所述第二稳压二极管的正极接地。

第二方面，本发明实施例提供一种肌肉疲劳检测方法，包括：

通过采集电路采集获得肌肉的肌电信号；

通过放大电路对所述肌电信号进行放大处理，以得到放大后的所述肌电信号；

通过滤波电路从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

通过电压比较电路判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值；

在所述电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息。

可选的，所述预设范围为：50Hz～300Hz。

可选的，所述预设阈值为：3V。

可选的，所述产生提示信息，具体为：驱动一报警器产生报警信息，所述报警信息即为所述提示信息；或

在所述产生所述提示信息之后，所述方法还包括：将所述提示信息发送至另一电子设备。

本发明有益效果如下：

由于在本发明实施例中，提供了一种肌肉疲劳检测系统，包括：采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号是否大于预设阈值，在所述带通信号大于所述预设阈值时，产生提示信息。通常情况下，肌肉越紧张会导致肌电信号越大，故而可以通过肌电信号的大小来判断肌肉是否疲劳，达到了可以及时判断肌肉是否疲劳的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例中肌肉疲劳检测系统的结构图；

图2为本发明实施例肌肉疲劳检测系统的放大电路的结构图；

图3为本发明实施例肌肉疲劳检测系统的高通滤波器的结构图；

图4为本发明实施例肌肉疲劳检测系统的低通滤波器的结构图；

图5为本发明实施例肌肉疲劳检测系统的电压比较电路的结构图；

图6为本发明实施例中肌肉疲劳检测方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供一种肌肉疲劳检测系统，以解决现有技术中不能及时判断肌肉是否疲劳的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

提供了一种肌肉疲劳检测系统，包括：采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号是否大于预设阈值，在所述带通信号大于所述预设阈值时，产生提示信息。通常情况下，肌肉越紧张会导致肌电信号越大，故而可以通过肌电信号的大小来判断肌肉是否疲劳，达到了可以及时判断肌肉是否疲劳的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本发明实施例提供一种肌肉疲劳检测系统，请参考图1，包括以下结构：

采集电路10，用于采集获得肌肉的肌电信号；

放大电路11，连接于所述采集电路10，用于放大所述肌电信号；

滤波电路12，连接于所述采集电路10，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

电压比较电路13，连接于所述滤波电路12，用于判断所述带通信号是否大于预设阈值，在所述带通信号大于所述预设阈值时，产生提示信息。

下面将对上述结构分别进行介绍。

1)采集电路10

采集电路10可以为有线采集电路10也可以为无线采集电路10，所述无线采集电路10例如为：无线差分肌电信号采集极片(例如：无线柔性同心圆差分系列表面肌电信号采集极片，该采集极片可以适用于各种弯曲的皮肤表面)，其中，通过有线方式采集肌电信号的话，则会导致肌电信号中夹杂50Hz的工频信号，故而通过无线方式采集肌电信号的话，可以达到抑制工频信号的技术效果；而差分极片则可以起到抑制共模噪声的作用。

通常情况下，所采集的肌电信号为交流信号，其幅值在100～5000μV之间。

进一步的，还可以计算出肌电信号的ARV(Averagerectificdvalue,平均整流值)可以描述其幅度变化，称为幅度变量，其中：

$ARV=\frac{1}{T}\∫\left|x\left(t\right)\right|dt\mathrm{...}\[1\]$

其中：x(t)是表面肌电信号，为非平衡随机信号，非疲劳状态的人体表面肌电信号的ARV可达1～3mv。

采集电路10可以采用QFN(QuadFlatNo-leadPackage：无引线四方扁平封装)封装以减小装置体积。通常情况下，可以采用采样速度为50KHZ，采样转换时间为2us,采样间隔为500ns的采集电路10。

由于通过采集电路10采集获得的肌电信号幅值小，信噪比低，所以要经过滤波放大等手段进行处理。

2)放大电路11

在具体实施过程中，放大电路11所起的作用是将采集电路10采集获得的肌电信号进行放大，其可以采用任意形式的放大电路11，本发明实施例不作限制。而由于表面肌电信号的特点:幅度很小，其幅值在100～5000μv之间,频率范围为20～1000Hz,且主要能量集中于50～300Hz范围内，而人体是电的不良导体，其内阻到达1MΩ左右，易产生运动伪迹，因此最好是使用高输入阻抗、高CMRR、低电流噪声的放大电路11，以减少生物电信号源内阻对差分电路的影响，作为理想状态的放大电路11，其输入阻抗大于1MΩ，CMRR为40～60分贝，失调电流为1nA～0.1μA之间。

请参考图2，放大电路11包括以下结构：

第一运算放大器U1A，所述第一运算放大器U1A包括：第一同相端、第一反相端、第一正电源端、第一负电源端和第一输出端，所述第一同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第一信号输出端U1，所述第一负电源端连接电源；

第二运算放大器U2A，所述第二运算放大器U2A包括：第二同相端、第二反相端、第二正电源端、第二负电源端和第二输出端，所述第二同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第二信号输出端U2，所述第一负电源端与所述第二负电源端相连，且所述第一负电源端与所述第二负电源端的连接线接地，所述第二正电源端连接电源；

第一电阻R1，所述第一电阻R1的第一端连接于所述第一反向端；

第一电容C2，所述第一电容C2与所述第一电阻R1串联，且所述第一电容C2连接于所述第一输出端；

第二电阻R5，所述第二电阻R5的第一端连接于所述第一输出端；

第三电阻R2，所述第三电阻R2的第一端连接于所述第二反相端；

第二电容C1，所述第二电容C1与所述第三电阻R2串联，且所述第二电容C1连接于所述第二输出端；

第四电阻R6，所述第四电阻R6的第一端连接于所述第二输出端；

第三运算放大器U3A，所述第三运算放大器U3A包括：第三同相端、第三反相端、第三正电源端、第三负电源端和第三输出端，所述第三同相端连接于所述第二电阻R5的第二端，所述第三运算放大器U3A的反向端连接于所述第四电阻R6的第二端，所述第三正电源端连接电源；

第五电阻R3，连接于所述第三同相端和所述第三负电源端之间，且所述第五电阻R3与所述第三负电源端之间的连线接地；

第六电阻R4，连接于所述三反相端和所述第三输出端之间；

第七电阻R7，所述第七电阻R7的第一端连接于所述第一输出端与所述第一电容C2之间，所述第七电阻R7的第二端连接于所述第一电阻R1与所述第一电容C2之间；

第八电阻R9，所述第八电阻R9的第一端连接于所述第七电阻R7的第二端，所述第八电阻R9的第二端连接于第三电阻R2与所述第二电容C1之间；

第九电阻R8，所述第九电阻R8的第一端连接于所述第八电阻R9的第二端，所述第九电阻R8的第二端连接于所述第二输出端与所述第二电容C1之间。

第一电阻R1、第三电阻R2用于设置三极管静态工作点，第五电阻R7、第六电阻R8为限流电阻，保护运放的输入级。第一电容C2和第二电容C1用于保持电路的稳定。输入端采用传统的差分输入以抑制共模噪声。第一运算放大器U1A和第二运算放大器U2A组成第一级差分电路，第三运算放大器U3A组成第二级差分式电路。在第一级差分电路中，采集电路10的第一信号输出端U1、采集电路10的第二输出端U2分别加到第一运算放大器U1A和第二运算放大器U2A的同相端，第七电阻R7、第八电阻R9、第九电阻R8组成的反馈网络，引人了深度电压串联负反馈，第一运算放大器U1A和第二运算放大器U2A的两输入端形成虚短和虚断，因而有：

U_R9＝U₁-U₂……………………………………[2]

其中，U_R9表示第八电阻R9两端的电压；

U_R9/R₉＝U_A1-U_A2/(R7+R8+R9)……………………………………[3]

其中，U_A1表示第一运算放大器U1A两端的输出电压；

U_A2表示第二运算放大器U2A两端的输出电压。

$U_{A1}-U_{A2}=\frac{R_7+R_8+R_9}{R_9}\left(V_{R9}\right)=(1+\frac{R_7+R_8}{R_9})(U_1-U_2)\mathrm{...}\[4\]$

其中，U₁表示加到U1A同相输入端的肌电信号

U₂表示加到U2A同相输入端的肌电信号。

U_R9为电阻R₉两端电压。

根据差分放大电路11的原理，可得：

$U_O=-\frac{R_4}{R_6}(U_{A1}-U_{A2})=-\frac{R_4}{R_6}(1+\frac{R_7+R_8}{R_9})(U_1-U_2)\mathrm{...}\[5\]$

其中，U_O表示第三运算放大器U3A的输出电压。

可导出；两级放大电路的总增益为：

$A_{vd}=-\frac{R_4}{R_6}(1+\frac{R_7+R_8}{R_9})\mathrm{...}\[6\]$

通常：第一级放大电路的增益要尽量高，通常为100倍；第二级放大电路的增益一般为1～2倍。其中，R9的数量级为欧姆级；R7＝R8，R5＝R6，选用金属膜精密电阻，这样电阻的匹配性能优异，其数值可在10kΩ～几百kΩ间选择，因此放大电路11的增益可调。

其中，电源电压例如为：3V，第一电阻R1例如为100Ω，第二电阻R5例如为10KΩ，第三电阻R2例如为100Ω，第四电阻R6例如为10KΩ，第五电阻R3例如为10KΩ，第六电阻R4例如为10KΩ，第七电阻R7例如为10KΩ，第八电阻R9例如为100Ω，第九电阻R8例如为10KΩ，第一电容C2为1000pF，第二电容C1为1000pF的情况下，通过图2所示的放大电路11可以实现两级共1000倍的放大和20～1000Hz的滤波。通过两级放大电路，能够不失真放大采集电路10所采集到的微弱的肌电信号。

3)滤波电路12

滤波电路12用于从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号，预设范围例如为：50Hz～300Hz。滤波电路12例如为带通滤波器，或者滤波电路12包括：高通滤波器，连接于所述放大电路11；低通滤波器，连接于所述高通滤波器，其中高通滤波器例如为：二阶巴特沃斯高通滤波器，低通滤波器例如为：二阶巴特沃斯低通滤波器。

请参考图3，所述高通滤波器包括：

第三电容C3，所述第三电容C3的第一端连接于所述放大电路11的输出端，第三电容C3例如为：1uF，当然也可以为其他值；

第四电容C4，所述第四电容C4的第一端连接于所述第三电容C3的第二端，第四电容C4例如为：1uF，当然也可以为其他值；

第四运算放大器U4A，所述第四运算放大器U4A包括：第四同相端、第四反相端、第四正电源端、第四负电源端和第四输出端，所述第四同相端连接于所述第四电容C4的第二端，所述第四正电源端连接电源，所述第四负电源端接地；

第十电阻R10，所述第十电阻R10的第一端连接于第四电容C4与所述第四同相端之间，第十电阻R10例如为：3.2KΩ，当然也可以为其他值；

第十一电阻R11，所述第十一电阻R11的第一端连接于所述第十电阻R10的第二端，所述第十一电阻R11的第二端连接于所述第四反相端，所述第十电阻R10和所述第十一电阻R11之间接地，第十一电阻R11例如为：2KΩ，当然也可以为其他值；

第十二电阻R12，所述第十二电阻R12的第一端连接于所述第十一电阻R11的第二端与所述第四反相端之间，所述第十二电阻R12的第二端连接于所述第四输出端，第十二电阻R12例如为：2KΩ，当然也可以为其他值；

第十三电阻R13，所述第十三电阻R13的第一端连接于所述第三电容C3与所述第四电容C4之间，所述第十三电阻R13的第二端连接于所述第四输出端且与所述第十二电阻R12的第二端相连，第十三电阻R13例如为：3.2KΩ，当然也可以为其他值。

通常情况下，放大电路11所输出的肌电信号的频率分布在0～500HZ之间，而主要能量集中在50～300之间。因而设计的二阶巴特沃斯高通滤波器的截止频率应为50Hz左右，可以通过以下公式计算获得二阶巴特沃斯高通滤波器的中心频率：

$f_P=\frac{1}{2\mathrm{\π}RC}\mathrm{...}\[7\]$

其中，f_P表示二阶巴特沃斯高通滤波器的中心频率；

R＝R13＝R10；

C＝C3＝C4。

其中，该二阶巴特沃斯高通滤波器还具有放大功能，放大倍数为：

$A=1+\frac{R_f}{R_{11}}\mathrm{...}\[8\]$

其中，A表示放大倍数；

R_f＝R₁₂。

请参考图4，所述低通滤波器包括：

第十四电阻R14，所述第十四电阻R14的第一端连接于所述高通滤波器的输出端，第十四电阻R14例如为15KΩ，当然也可以为其他值；

第十五电阻R15，所述第十五电阻R15的第一端连接于所述第十四电阻R14的第二端；第十五电阻R15例如为15KΩ，当然也可以为其他值；

第十六电阻R16，所述第十六电阻R16的第一端接地；第十六电阻R16例如为10KΩ，当然也可以为其他值；

第五运算放大器U5A，所述第五运算放大器U5A包括：第五同相端、第五反相端、第五正电源端、第五负电源端和第五输出端，所述第五同相端连接于所述第十五电阻R15的第二端，所述第五反相端连接于所述第十六电阻R16的第二端，所述第五负电源端接地，所述第五正电源端连接于电源；

第十七电阻R17，所述第十七电阻R17的第一端连接于所述第十六电阻R16的第二端和所述第五反相端之间，所述第十七电阻R17的第二端连接于所述第五输出端；第十七电阻R17例如为10KΩ，当然也可以为其他值；

第十八电阻R18，所述第十八电阻R18的第一端连接于所述第五正电源端，所述第十八电阻R18的第二端连接于所述第五输出端；第十八电阻R18例如为100Ω，当然也可以为其他值；

第五电容C5，所述第五电容C5的第一端连接于所述第十四电阻R14与所述第十五电阻R15之间，所述第五电容C5的第二端连接于所述第五输出端且与所述第十七电阻R17相连；第五电容C5例如为：0.01uF，当然也可以为其他值；

第六电容C6，所述第六电容C6的第一端连接于所述第十五电阻R15与所述第五正相端之间，第六电容C6例如为：0.01uF，当然也可以为其他值。

通常情况下，二阶巴特沃斯低通滤波器的截止频率应为300HZ左右，其中心频率为：

$f_P=\frac{1}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\frac{1}{C_5{C}_6{R}_{14}{R}_{15}}}\mathrm{...}\[9\]$

4)电压比较电路13

在具体实施过程中，电压比较电路13可以通过多种方式产生提示信息，下面列举其中的两种进行介绍，当然，在具体实施过程中，不限于以下两种情况。

①所述电压比较电路13，具体用于：驱动一警报器产生报警信息，所述报警信息即为所述提示信息，警报器例如可以产生声音信息、振动信息等等，进而该肌肉疲劳检测系统的使用者会意识到肌肉处于疲劳状态，进而进行休息。

②所述电压比较电路13，具体用于：通过一数据传输模块将所述提示信息发送至另一电子设备，该数据传输模块例如为：蓝牙模块、WIFI模块等等，另一电子设备例如为：该肌肉疲劳检测系统的用户的手机、平板电脑等等，另一电子设备在接受收到该信息之后，就可以产生提示信息，例如：声音信息、文字信息等等，进而对该用户的肌肉处于疲劳状态进行提示。

在具体实施过程中，预设阈值例如为:3V、2.5V等等，本发明实施例不作限制。

请参考图5，所述电压比较电路13包括：

第十九电阻R19，所述第十九电阻R19的第一端连接于所述滤波电路12的输出端，第十九电阻R19例如为100Ω，当然也可以为其他值；

比较器CP，所述比较器CP包括第六反相端、第六同相端、第六正电源端、第六负电源端和第六输出端，所述第六反相端连接于所述第十九电阻R19的第二端，所述第六负电源端接地，所述第六正电源端连接电源；

第二十电阻R20，连接于所述第六同相端和所述第六负电源端之间，第二十电阻R20例如为100Ω，当然也可以为其他值；；

第二十一电阻R21，所述第二十一电阻R21的第一端连接于所述第六输出端，第二十一电阻R21例如为100Ω，当然也可以为其他值；；

第一稳压二极管D1，所述第一稳压二极管D1的正极连接于所述第二十一电阻R21的输出端；

第二稳压二极管D2，所述第二稳压二极管D2的负极连接于所述第一稳压二极管D1的负极，所述第二稳压二极管D2的正极接地。

该电压比较电路13的输入信号为滤波电路12的输出信号，其幅值在0.1V～5V之间，频率在50～300HZ之间。经过电压比较电路13可以输出电压在±D_Z之间的电压信号。在电压比较电路13后连接一个二极管，当输出为+D_Z工作，二极管处于正向导通状态，报警器工作，产生报警信号；当输出为-D_Z时，二极管工作在反向截止状态，报警器不工作。

在具体实施过程中，肌肉疲劳检测系统可以采用电池供电(例如:3V的电池)，并且，肌肉疲劳检测系统的采集电路10采用无线柔性同心圆差分系列表面肌电信号采集极片，另外给肌疲劳检测系统设置无线数据传输模块(例如：蓝牙模块)，从而使肌肉疲劳检测系统通过无线方式进行数据传输，从而可以将肌肉疲劳检测系统设计成独立的模块，且其体积小、重量轻，还能够避免工频干扰；另外，由于该肌肉疲劳采集装置体积小，故而可穿戴、可卧枕，因此携带更加方便。

第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种肌肉疲劳检测方法，该方法应用于本发明实施例第一方面所介绍的肌肉疲劳检测系统中，请参考图6，包括以下步骤：

步骤S601：开始。

步骤S602：通过采集电路10采集获得肌肉的肌电信号；

步骤S603：通过放大电路11对所述肌电信号进行放大处理，以得到放大后的所述肌电信号；

步骤S604：通过滤波电路12从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

步骤S605：通过电压比较电路13判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值；

步骤S606：在所述电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息；

步骤S607：结束。

可选的，所述预设范围为：50Hz～300Hz。

可选的，所述预设阈值为：3V。

可选的，所述产生提示信息，具体为：驱动一报警器产生报警信息，所述报警信息即为所述提示信息；或

在所述产生所述提示信息之后，所述方法还包括：将所述提示信息发送至另一电子设备。

本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：

由于在本发明实施例中，提供了一种肌肉疲劳检测系统，包括：采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号是否大于预设阈值，在所述带通信号大于所述预设阈值时，产生提示信息。通常情况下，肌肉越紧张会导致肌电信号越大，故而可以通过肌电信号的大小来判断肌肉是否疲劳，达到了可以及时判断肌肉是否疲劳的技术效果；

并且，本发明实施例中将肌肉疲劳检测系统设计成独立的模块、体积小、重量轻，使用电池供电，还可以用无线方式传输数据，无线的方案避免了工频干扰，并且将人与交流市电隔离，电气安全性好；

并且，本发明实施例中的肌肉疲劳检测系统具有实时采集、无线传输和通讯报警等功能，具有微型、便携安全、信号信噪比高等的特点；

并且，本品可穿戴、可卧枕，故而携带方便。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种肌肉疲劳检测系统，其特征在于，包括：

采集电路，用于采集获得肌肉的肌电信号；

放大电路，连接于所述采集电路，用于放大所述肌电信号；

滤波电路，连接于所述采集电路，用于接收放大后的所述肌电信号，并从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

电压比较电路，连接于所述滤波电路，用于判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值，在所述带通信号的电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述滤波电路，包括：

高通滤波器，连接于所述放大电路；

低通滤波器，连接于所述高通滤波器。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压比较电路，具体用于：驱动一警报器产生报警信息，所述报警信息即为所述提示信息；或

通过一数据传输模块将所述提示信息发送至另一电子设备。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设范围具体为：50Hz～300Hz。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集电路具体为：无线差分肌电信号采集极片。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述放大电路包括：

第一运算放大器，所述第一运算放大器包括：第一同相端、第一反相端、第一正电源端、第一负电源端和第一输出端，所述第一同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第一信号输出端，所述第一负电源端连接电源；

第二运算放大器，所述第二运算放大器包括：第二同相端、第二反相端、第二正电源端、第二负电源端和第二输出端，所述第二同相端连接于所述差分肌电信号采集极片的第二信号输出端，所述第一负电源端与所述第二负电源端相连，且所述第一负电源端与所述第二负电源端的连接线接地，所述第二正电源端连接电源；

第一电阻，所述第一电阻的第一端连接于所述第一反向端；

第一电容，所述第一电容与所述第一电阻串联，且所述第一电容连接于所述第一输出端；

第二电阻，所述第二电阻的第一端连接于所述第一输出端；

第三电阻，所述第三电阻的第一端连接于所述第二反相端；

第二电容，所述第二电容与所述第三电阻串联，且所述第二电容连接于所述第二输出端；

第四电阻，所述第四电阻的第一端连接于所述第二输出端；

第三运算放大器，所述第三运算放大器包括：第三同相端、第三反相端、第三正电源端、第三负电源端和第三输出端，所述第三同相端连接于所述第二电阻的第二端，所述第三反向端连接于所述第四电阻的第二端，所述第三正电源端连接电源；

第五电阻，连接于所述第三同相端和所述第三负电源端之间，且所述第五电阻与所述第三负电源端之间的连线接地；

第六电阻，连接于所述三反相端和所述第三输出端之间；

第七电阻，所述第七电阻的第一端连接于所述第一输出端与所述第一电容之间，所述第七电阻的第二端连接于所述第一电阻与所述第一电容之间；

第八电阻，所述第八电阻的第一端连接于所述第七电阻的第二端，所述第八电阻的第二端连接于第三电阻与所述第二电容之间；

第九电阻，所述第九电阻的第一端连接于所述第八电阻的第二端，所述第九电阻的第二端连接于所述第二输出端与所述第二电容之间。

7.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高通滤波器包括：

第三电容，所述第三电容的第一端连接于所述放大电路的输出端；

第四电容，所述第四电容的第一端连接于所述第三电容的第二端；

第四运算放大器，所述第四运算放大器包括：第四同相端、第四反相端、第四正电源端、第四负电源端和第四输出端，所述第四同相端连接于所述第四电容的第二端，所述第四正电源端连接电源，所述第四负电源端接地；

第十电阻，所述第十电阻的第一端连接于第四电容与所述第四同相端之间；

第十一电阻，所述第十一电阻的第一端连接于所述第十电阻的第二端，所述第十一电阻的第二端连接于所述第四反相端，所述第十电阻和所述第十一电阻之间接地；

第十二电阻，所述第十二电阻的第一端连接于所述第十一电阻的第二端与所述第四反相端之间，所述第十二电阻的第二端连接于所述第四输出端；

第十三电阻，所述第十三电阻的第一端连接于所述第三电容与所述第四电容之间，所述第十三电阻的第二端连接于所述第四输出端且与所述第十二电阻的第二端相连。

8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述低通滤波器包括：

第十四电阻，所述第十四电阻的第一端连接于所述高通滤波器的输出端；

第十五电阻，所述第十五电阻的第一端连接于所述第十四电阻的第二端；

第十六电阻，所述第十六电阻的第一端接地；

第五运算放大器，所述第五运算放大器包括：第五同相端、第五反相端、第五正电源端、第五负电源端和第五输出端，所述第五同相端连接于所述第十五电阻的第二端，所述第五反相端连接于所述第十六电阻的第二端，所述第五负电源端接地，所述第五正电源端连接于电源；

第十七电阻，所述第十七电阻的第一端连接于所述第十六电阻的第二端和所述第五反相端之间，所述第十七电阻的第二端连接于所述第五输出端；

第十八电阻，所述第十八电阻的第一端连接于所述第五正电源端，所述第十八电阻的第二端连接于所述第五输出端；

第五电容，所述第五电容的第一端连接于所述第十四电阻与所述第十五电阻之间，所述第五电容的第二端连接于所述第五输出端且与所述第十七电阻相连；

第六电容，所述第六电容的第一端连接于所述第十五电阻与所述第五正相端之间。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电压比较电路包括：

第十九电阻，所述第十九电阻的第一端连接于所述滤波电路的输出端；

比较器，所述比较器包括第六反相端、第六同相端、第六正电源端、第六负电源端和第六输出端，所述第六反相端连接于所述第十九电阻的第二端，所述第六负电源端接地，所述第六正电源端连接电源；

第二十电阻，连接于所述第六同相端和所述第六负电源端之间；

第二十一电阻，所述第二十一电阻的第一端连接于所述第六输出端；

第一稳压二极管，所述第一稳压二极管的正极连接于所述第二十一电阻的输出端；

第二稳压二极管，所述第二稳压二极管的负极连接于所述第一稳压二极管的负极，所述第二稳压二极管的正极接地。

10.一种肌肉疲劳检测方法，其特征在于，包括：

通过采集电路采集获得肌肉的肌电信号；

通过放大电路对所述肌电信号进行放大处理，以得到放大后的所述肌电信号；

通过滤波电路从放大后的所述肌电信号中过滤出频率位于预设范围的带通信号；

通过电压比较电路判断所述带通信号的电压值是否大于预设阈值；

在所述电压值大于所述预设阈值时，产生提示信息。