CN208115119U - 一种护腕及其监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施方式公开了一种护腕及其监测系统，所述护腕包括：护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，所述手臂运动信号采集装置与所述控制器连接，并且，所述手臂运动信号采集装置和所述控制器设置于所述护腕主体；所述手臂运动信号采集装置用于采集手臂运动信号，并将所述手臂运动信号发送至所述控制器；所述控制器用于接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行处理分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。通过上述方式，本实用新型实施方式能够实现对手臂运动强度的监测，指导用户手臂进行合理运动。

Description

一种护腕及其监测系统

技术领域

本实用新型实施方式涉及运动防护技术领域，特别是涉及一种护腕及其监测系统。

背景技术

近年来，全国各地掀起全民健身的热潮，不论男女老少均积极参与到体育运动中，以达到强身健体的目的。

但在运动过程中，极容易出现因运动过度造成的拉伤、扭伤等问题，造成肌肉、肌腱、韧带、软骨等组织受损，严重时还会伤及内脏器官，因此，在运动过程中做好运动防护及控制运动强度是极为必要的。

以手腕为例，手腕是人们最常活动的身体部位，也是最容易受到损伤的身体部位之一，而目前市面上常见的对手腕进行防护的道具为护腕，大多仅具有保护手腕的基本功能，而其他一些智能护腕要么用于记步，要么用于记录人体卡路里的消耗，要么只用于检测人体心率、脉搏、血氧等生理参数，无法针对手腕的活动进行监测。

于是，发明人提出一种护腕及其监测系统，能够实现对手臂运动强度的监测。

实用新型内容

本实用新型实施方式主要解决的技术问题是提供一种护腕及其监测系统，能够实现对手臂运动强度的监测。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种护腕，包括：

护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，所述手臂运动信号采集装置与所述控制器连接，并且，所述手臂运动信号采集装置和所述控制器设置于所述护腕主体；

所述手臂运动信号采集装置用于采集手臂运动信号，并将所述手臂运动信号发送至所述控制器；

所述控制器用于接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行处理分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

可选地，所述手臂运动信号包括手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号；

所述手臂运动信号采集装置包括加速度传感器和陀螺仪传感器，所述加速度传感器和所述陀螺仪传感器均与所述控制器连接；

所述加速度传感器用于采集手臂运动加速度信号，并将所述手臂运动加速度信号发送至所述控制器；

所述陀螺仪传感器用于采集手臂运动角速度信号，并将所述手臂运动角速度信号发送至所述控制器。

可选地，所述控制器具体用于：

接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行去干扰处理，所述去干扰处理包括去除工频干扰信号和基线干扰信号；

根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的手臂运动信号计算手臂运动轨迹，并对所述手臂运动轨迹进行分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

可选地，所述手臂运动信息包括：手臂挥动次数、平均挥动速度和平均挥动幅度；

所述护腕还包括报警器，所述报警器与所述控制器连接，并且设置于所述护腕主体；

所述控制器还用于在所述手臂挥动次数不在预设手臂挥动次数范围内、所述平均挥动速度不在预设平均挥动速度范围内、所述平均挥动幅度不在预设平均挥动幅度范围内中至少一种情况成立时，产生控制指令并发送至所述报警器，控制所述报警器报警。

可选地，所述护腕还包括：生理信号采集装置；

所述生理信号采集装置与所述控制器连接，并且，所述生理信号采集装置设置于所述护腕主体；

所述生理信号采集装置用于采集人体体表生理信号，并将所述人体体表生理信号发送至所述控制器；

所述控制器用于对所述人体体表生理信号进行去干扰处理，所述去干扰处理包括去除工频干扰信号和基线干扰信号，并且根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的人体体表生理信号生成生理信息，根据所述生理信息确定用户运动强度。

可选地，所述生理信息包括：心率和心率变异性参数；

所述控制器还用于在所述心率大于预设心率阈值和/或所述心率变异性参数不在标准心率变异性参数范围内时，产生控制指令并发送至所述报警器，控制所述报警器报警。

可选地，所述护腕还包括：

存储器，所述存储器与所述控制器连接，并且设置于所述护腕主体；所述存储器用于接收并存储所述手臂运动信息和生理信息。

可选地，所述护腕还包括：

无线传输模块，所述无线传输模块与所述控制器连接，设置于所述护腕主体，用于将所述手臂运动信息和生理信息发送至电子设备；

电源，所述电源设置于所述护腕主体，用于为所述护腕供电。

可选地，所述手臂运动信号采集装置、控制器、报警器、存储器、无线传输模块和电源集成微机电系统，与所述生理信号采集装置连接。

可选地，所述电源包括电源开关，所述电源开关为复位开关；

所述护腕数量为2时，所述微机电系统设置连接装置，所述护腕通过所述连接装置连接；

所述连接装置包括连接外壳、弹性部、移动部和触头；

所述移动部一端与所述连接外壳固定连接，另一端延伸出所述连接外壳与所述触头连接；

所述触头位于所述电源开关上方；

所述连接外壳套设于所述弹性部，且所述弹性部与所述移动部固定连接；

当护腕连接时，连接外壳扣合，所述弹性部相互挤压受力，带动移动部发生形变，使得所述触头按压所述电源开关；当护腕分离时，连接外壳分开，所述弹性部复位，带动移动部复位，使得所述触头不按压所述电源开关，所述电源开关复位。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种监测系统，包括电子设备，还包括以上所述的护腕，所述护腕与所述电子设备通过无线传输模块连接。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种护腕及其监测系统，包括：护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，通过所述手臂运动信号采集装置实时采集佩戴所述护腕的用户的手臂运动信号，所述控制器对手臂运动信号进行处理分析，得到手臂运动信息，并根据该运动信息确定手臂运动强度，实现对手臂运动强度的监测，指导用户手臂进行合理运动。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施方式提供的护腕的立体结构示意图；

图2是图1所示的护腕的拆解结构示意图；

图3是本实用新型另一实施方式提供的护腕的剖面结构示意图；

图4是图3所示护腕的连接装置连接状态下的结构示意图；

图5是图3所示护腕的连接装置非连接状态下的结构示意图；

图6是本实用新型实施方式提供的护腕的部分元件的连接关系示意图；

图7是本实用新型实施方式提供的手臂运动信号采集装置的示意图；

图8是本实用新型另一实施方式提供的护腕的部分元件的连接关系示意图；

图9是本实用新型实施方式提供的一种监测系统的结构示意图。

参见图1至图9,1为监测系统，10为护腕，10a为第一护腕，10b为第二护腕，11为护腕主体，111为护腕主体外侧，112为护腕主体内侧，12为微机电系统，121为微机电系统外侧，122为微机电系统内侧，123为手臂运动信号采集装置，1231为加速度传感器，1232为陀螺仪传感器，124为控制器，125为报警器，126为存储器，127为无线传输模块，128为电源，1281为电源开关，13为生理信号采集装置，131为生理信号采集装置外侧，132为生理信号采集装置内侧，14为信号接口，15为连接装置，151为连接外壳，1511为卡槽，1512为卡扣，152为弹性部，153为移动部，154为触头，20为电子设备。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在运动过程中，手臂的活动发挥了重要的作用，在羽毛球、网球、乒乓球等单个手臂运动量较大的运动中，手臂挥动速度、手臂挥动力量、手臂挥动轨迹等决定了运动质量；而在游泳、跑步等需要两手臂配合的运动中，除了手臂挥动速度等，两手臂之间活动的协调性也决定了运动质量。在本实用新型中，针对护腕单手使用和双手使用的不同情况，分别设计了两种护腕结构，下面将通过具体实施例分别进行阐述。

实施例一：

在本实用新型实施方式中，将以单手使用的护腕为例进行阐述。

请参阅图1至图2，是本实用新型实施方式提供的一种护腕的结构示意图，该护腕主要为单手使用的护腕，适用于网球、羽毛球、乒乓球等单个手臂运动量较大的运动。

该护腕10包括：护腕主体11、生理信号采集装置13和微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)12。所述微机电系统12和所述生理信号采集装置13均设置于所述护腕主体11。

具体地，所述护腕主体11采用高弹性、透气性和吸水性好的柔性织物材料制成，能够适配不同尺寸的手腕，且能够对手腕起到束缚作用，保护手腕在运动过程中不容易受伤，同时，透气性和吸水性好使得用户在运动过程中长时间佩戴该护腕10也不会有闷热、潮湿等不舒适的感觉。该护腕主体11一般为圆筒形结构，可直接套于手腕上，当然，在一些实施方式中，所述护腕主体11也可设置为长条形，在两端设置魔术贴或者纽扣等，通过环绕的方式将所述护腕10戴在手腕上之后，通过魔术贴贴合或者纽扣扣合。

在护腕主体外侧111设置微机电系统12，在护腕主体内侧112设置生理信号采集装置13，其中，所述护腕主体外侧111为不与手腕接触的一侧，护腕主体内侧112为与手腕接触的一侧。

所述生理信号采集装置13主要通过魔术贴固定于所述护腕主体内侧112，使得所述生理信号采集装置13能够自由地从所述护腕主体11上拆卸，以实现对所述护腕主体11的更换或者清洗。

该生理信号采集装置13使用压电薄膜传感器来采集人体体表生理信号，所述压电薄膜传感器灵敏度高，对人体体表微弱生理信号非常敏感，使得运用压电薄膜传感器的护腕在运动过程中也能够轻易采集到用户的体表生理信号，且压电薄膜传感器质轻，非常柔软，不会影响护腕的舒适度，且耐用性强，有较长的使用寿命。所述压电薄膜传感器可以为单路压电薄膜传感器也可以为压电薄膜传感器阵列，当其为单路压电薄膜传感器时，环绕设置于所述护腕主体内侧112，当其为压电薄膜传感器阵列时，环绕设置于所述护腕主体内侧112的同时，每个压电薄膜传感器均匀分布于所述护腕主体内侧112，使得所述生理信号采集装置13能够均匀地采集到人体体表生理信号。所述生理信号采集装置内侧132与手腕贴合，用于采集人体体表生理信号，在所述生理信号采集装置外侧131，即与所述护腕主体内侧112连接的一侧，还设置有信号接口14，用于与所述微机电系统12进行连接，使得所述生理信号采集装置13能够将采集到的人体体表生理信号发送至微机电系统12中。

所述微机电系统12则封装于防水外壳(图未示)中，通过所述防水外壳将所述微机电系统12设置于护腕主体外侧111。在所述微机电系统内侧122，即与所述护腕主体外侧111连接的一侧，设置有信号接口14，所述信号接口14设置于所述防水外壳上，其与所述生理信号采集装置13的信号接口14一致，所述微机电系统12则通过该信号接口14与生理信号采集装置13进行固定连接，进而将所述微机电系统12固定于护腕主体外侧111，当需要对所述护腕主体11进行清洗或者更换时，能够将所述微机电系统12的信号接口14与所述生理信号采集装置13的信号接口14分离，进而拆卸所述微机电系统12和生理信号采集装置13；在所述微机电系统外侧121的防水外壳上，即与所述微机电系统内侧122相对的一侧，设置有电源开关1281，所述电源开关1281与微机电系统12中的电源128通过电路连接，用于控制电源128的开启或关闭，可以为滑动式电源开关，也可以为按钮式电源开关。

进一步地，请参阅图6，在所述微机电系统12中，集成有手臂运动信号采集装置123和控制器124，所述手臂运动信号采集装置123与所述控制器124连接，所述手臂运动信号采集装置123用于采集手臂运动信号，并将所述手臂运动信号发送至所述控制器124，所述控制器124则用于接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行处理分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

具体地，所述手臂运动信号包括手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号。

请参阅图7，对应地，所述手臂运动信号采集装置123包括加速度传感器1231和陀螺仪传感器1232，所述加速度传感器1231和陀螺仪传感器1232均与所述控制器124连接。

在本实用新型实施方式中，所述加速度传感器1231用于采集手臂运动加速度信号，并将所述手臂运动加速度信号发送至控制器124，所述手臂运动加速度信号即手臂在运动过程中在空间各个方向上的加速度。其中，所述加速度传感器1231为三轴加速度传感器，能够测得手臂在空间坐标轴x轴、y轴和z轴上的加速度分量，且能够实现双轴正负90°或者双轴0°至360°的倾角，并且经校正后，所测得的倾角精度较高。

所述陀螺仪传感器1232则用于采集手臂运动角速度信号，并将所述手臂运动角速度信号发送至所述控制器124，所述手臂运动角速度信号即手臂在运动过程中所产生的角速度。其中，所述陀螺仪传感器1232为三轴陀螺仪传感器，可同时测量空间6个方向上的位置、移动轨迹和加速度。

控制器124通过对所述手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号进行处理分析，能够得到手臂运动轨迹。

具体地，所述控制器124包括：信号处理单元(图未示)和手臂运动信号分析单元(图未示)。

所述信号处理单元与所述加速度传感器1231和陀螺仪传感器1232连接，用于接收所述手臂运动信号，包括手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号，并对所述手臂运动信号进行去干扰处理，所述去干扰处理包括去除工频干扰信号和基线干扰信号。其中，在所述信号处理单元中通过低通FIR滤波器去除工频干扰信号，所述低通FIR滤波器的截止频率为20Hz，能够有效去除20Hz以上的高频干扰信号；所述信号处理单元通过高通FI R滤波器去除基线干扰信号，所述高通FI R滤波器的截止频率为0.6Hz，能够有效去除大部分运动引起的低频基线漂移。

所述手臂运动信号分析单元与所述信号处理单元连接，用于根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的手臂运动信号计算手臂运动轨迹，并对所述手臂运动轨迹进行分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

其中，所述手臂运动信号分析单元包括至少一个第一处理器(图未示)和第一存储器(图未示)，所述第一存储器与所述至少一个第一处理器连接，其中，所述第一存储器存储有可被所述至少一个第一处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个第一处理器执行，以使所述至少一个第一处理器能够执行：根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的手臂运动信号计算手臂运动轨迹，并对所述手臂运动轨迹进行分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

其中，所述第一处理器为具有一定逻辑运算能力的处理器，例如：单片机、微处理器或者CPU，以及等等，该第一处理器还可以具有一个或者多个处理核心。

第一存储器可以内置在第一处理器中，也可以外置在第一处理器外，当然，在一些可替代实施方式中，第一存储器还可以远程设置，通过网络连接处理器，所述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。第一处理器和第一存储器可以通过总线或者其他方式连接。

第一存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。第一处理器通过运行存储在第一存储器的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行上述手臂运动信号分析单元所执行的步骤。

第一存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储使用护腕10的过程中所创建的数据及一些预设数据等。此外，第一存储器还可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。

在本实用新型实施方式中，第一存储器存储有手臂运动轨迹计算算法，包括：对手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号进行卡尔曼滤波，根据所述滤波后的手臂运动角速度信号计算旋转矩阵，通过所述旋转矩阵的更新对动坐标系下采集到的手臂运动加速度信号进行坐标系的转换，在此基础上，对手臂运动加速度进行自适应补偿并进行一次积分运算，得到手臂运动速度；再对手臂运动速度进行自适应补偿并进行积分运算，得到手臂位移数据，所述手臂位移数据的连续变化构成手臂运动轨迹。

第一存储器还存储有手臂运动轨迹分析算法，能够从所述手臂运动轨迹中分析得到手臂运动信息，所述手臂运动信息包括：手臂挥动次数、平均挥动速度和平均挥动幅度等。

进一步地，所述第一存储器还存储有预设手臂运动信息，包括预设手臂挥动速度、预设平均挥动速度和预设平均挥动幅度等，所述预设手臂运动信息为根据用户的年龄、身体情况等进行设置的标准运动强度参数，比如，老年人在运动时，因身体的原因，不能进行太过剧烈的手臂运动时，所述预设手臂运动信息则会按照老年人的标准运动强度参数进行设置，防止老年人手臂运动过度造成损伤。当然，在一些实施方式中，所述预设手臂运动信息也可根据个人所能承受或者个人希望达到的手臂运动强度目标进行设置，所述处理器会根据所测得的手臂运动信息对所设置的预设手臂运动信息进行判断，给出较为合理的一个标准运动强度参数，比如，用户A希望增强手臂的挥动速度，在预设手臂运动信息时，将预设手臂挥动速度调高，此时，所述第一处理器会根据平时采集到的手臂运动信息判断用户A所设置的预设手臂挥动速度是否在用户A的承受范围内，若能，则保存该预设手臂挥动速度，若不能，则为用户A提供一个合理的预设手臂挥动速度。

第一处理器通过执行所述存储器中存储的算法，能够计算出手臂运动轨迹，并得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。其中，所述手臂运动强度包括未达标、标准和过度三种情况，当所述手臂挥动次数小于预设手臂挥动次数、所述平均挥动速度小于预设平均挥动速度、所述平均挥动幅度小于预设平均挥动幅度中至少一种情况成立时，所述手臂运动强度未达标，即所述手臂运动强度未达到训练目标；当所述手臂挥动次数大于预设手臂挥动次数、所述平均挥动速度大于预设平均挥动速度、所述平均挥动幅度大于预设平均挥动幅度中至少一种情况成立时，所述手臂运动强度过度，即所述手臂运动强度超过训练目标，有受伤风险；当所述手臂挥动次数在预设手臂挥动次数范围内、所述平均挥动速度在预设平均挥动速度范围内、所述平均挥动幅度在预设平均挥动幅度范围内中至少一种情况成立时，所述手臂运动强度标准，即所述手臂运动强度达到训练目标且不会造成手臂损伤。

进一步地，请参阅图8，所述生理信号采集装置13与所述控制器124连接，具体地，所述生理信号采集装置13与控制器124中的信号处理单元连接，所述信号处理单元还用于接收所述人体体表生理信号，包括心冲击图信号，并对所述人体体表生理信号进行去干扰处理，所述去干扰处理的过程与对手臂运动信号进行去干扰的过程一致，在此不再一一赘述。

所述控制器124还包括生理信号分析单元，用于根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的人体体表生理信号生成生理信息，根据所述生理信息确定用户运动强度，其中，所述生理信息包括心率和心率变异性参数。

具体地，所述生理信号分析单元包括：

高通滤波器，所述高通滤波器采用时域基线漂移拟合法去除运动引起的基线漂移；

低通滤波器，所述低通滤波器的截止频率为4Hz，用于去除4Hz以上的高频干扰信号；

波峰波谷检测器，用于检测所述人体体表生理信号中心冲击图信号的波峰或者波谷；

心率计算器，用于根据所述心冲击图信号的波峰或者波谷的数量计算心率；

心率变异性参数提取模块，用于对所述心冲击图信号进行加窗处理，提取心率变异性参数，所述心率变异性参数包括频域指标或时域指标；

比较器，用于根据所述心率和心率变异性参数确定用户运动强度，包括，当所述心率大于预设心率阈值和/或所述心率变异性参数不在标准心率变异性参数范围内时，用户运动过度；当所述心率未超过预设心率阈值和/或所述心率变异性参数在标准心率变异性参数范围内时，用于运动未超标。其中，所述预设心率阈值和标准心率变异性参数为根据用户的年龄、身体状况等进行设置的标准运动强度参数，其设置与前述预设手臂运动信息一致，在此不再一一赘述。

在本实用新型实施方式中，所述心率变异性参数采用时域指标，包括：平均心率、平均RR间期值、RR间期的标准差(SDNN)、相邻RR间期之差的均方根值(RMSSD)、RR间期与平均RR间期值之差大于50ms的个数占总数的百分比(PNN50)、心率变异系数(SDNN/HR)，其中任意一个参数不在标准心率变异性参数范围内，即表示心率变异性参数异常。

进一步地，请再参阅图8，在所述微机电系统12中，还集成有报警器125、存储器126、无线传输模块127和电源128，所述报警器125、存储器126和无线传输模块127均与所述控制器124连接。

当所述手臂运动强度未达标或者过度时，即所述手臂挥动次数不在预设手臂挥动次数范围内、所述平均挥动速度不在预设平均挥动速度范围内、所述平均挥动幅度不在预设平均挥动幅度范围内中至少一种情况成立时，控制器124产生控制指令发送至所述报警器125，控制所述报警器125报警，以提醒用户查看异常情况或者停止运动；和/或，

当所述用户运动过度时，即所述心率大于预设心率阈值和/或所述心率变异性参数不在标准心率变异性参数范围内时，控制器124产生控制指令并发送至所述报警器125，控制所述报警器125报警，以提醒用户查看异常情况或者停止运动。

所述存储器126则用于接收并存储所述手臂运动信息和生理信息，可以为内存条、TF卡、RAM、FIFO等具有存储功能的存储电路或存储设备。

所述无线传输模块127可以为蓝牙模块、WiFi模块或者ZigBee模块等具有无线传输功能的器件，与电子设备20通过无线的方式进行连接，用于将所述手臂运动信息和生理信息发送至电子设备20，并在电子设备20中显示，进一步地，在电子设备20中还会对发出报警的手臂运动信息和生理信息进行标注，提醒用户注意，还能够为用户制定合理运动计划，防止用户运动过度造成损伤或者运动不达标达不到锻炼效果。

当然，在一些可替代实施方式中，所述无线传输模块127也可以与存储器126连接，从存储器126中获取手臂运动信息和生理信息发送至电子设备20。

所述电源128用于为所述护腕10供电，具体地，为所述控制器124、报警器125、存储器126和无线传输模块127供电，优选体积小重量轻的可充电电池，例如：柔性聚合物锂电池，该种电池占用空间小，不会造成整个微机电系统12体积过大、重量过重，用户长时间使用该护腕10也不会感到不适。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种护腕及其监测系统，包括：护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，通过所述手臂运动信号采集装置实时采集佩戴所述护腕的用户的手臂运动信号，所述控制器对手臂运动信号进行处理分析，得到手臂运动信息，并根据该运动信息确定手臂运动强度，实现对手臂运动强度的监测，指导用户手臂进行合理运动。

实施例二：

在本实用新型实施方式中，将以双手使用的护腕为例进行阐述。

请参阅图3，是本实用新型实施方式提供的一种护腕的结构示意图，该护腕主要为双手使用的护腕，适用于游泳、跑步等需要双手协调配合的运动。

本实用新型实施方式所述的双手使用的护腕中单个护腕的结构和功能基本与实施例一所述的单手使用的护腕相同，相同内容请参阅实施例一，在此不再一一赘述。其区别点在于，当所述护腕数量为2时，所述护腕10包括第一护腕10a和第二护腕10b，所述第一护腕10a和第二护腕10b的微机电系统外侧121设置能够互相卡合的连接装置15，所述连接装置15设置于防水外壳上，一端延伸至防水外壳内部，另一端则相互卡合。当所述第一护腕10a和所述第二护腕10b不使用时，所述护腕通过所述连接装置15固定连接，防止丢失，使用时，将所述连接装置15分开即可。

在本实用新型实施方式中，所述电源开关1281设置于所述防水外壳内部，为复位开关，且为常开开关，即所述电源开关1281闭合时，所述电源128不供电；所述电源开关1281复位时，所述电源128供电。所述连接装置15能够对所述电源开关1281进行控制。

具体地，请参阅图4至图5，所述连接装置15包括连接外壳151、弹性部152、移动部153和触头154。

所述连接外壳151为圆筒形结构，套设于所述弹性部152外周，与所述移动部153的一端固定连接，在所述第一护腕10a的连接外壳151上设置有卡槽1511，在所述第二护腕10b的连接外壳151上设置有卡扣1512，所述卡槽1511和卡扣1512的位置低于所述弹性部152的上表面，即所述弹性部152高于所述卡槽1511和卡扣1512，当所述卡槽1511和卡扣1512扣合时，第一护腕10a和第二护腕10b的弹性部152相互挤压。当所述连接装置15连接时，所述卡扣1512正好扣于所述卡槽1511中，其中，所述卡扣1512为弹性卡扣，能够通过按压所述卡扣1512使得所述卡扣1512从所述卡槽1511中分离。

所述移动部153可以为弹性钢片等能够复位的弹性物质，其一端与所述连接外壳151固定连接后，另一端延伸出所述连接外壳151，即所述移动部153的长度大于所述连接外壳151的直径，在所述移动部153延伸出连接外壳151的末端与所述触头154连接，此时，所述触头154正好位于所述电源开关1281的正上方，使得所述触头154能够按压所述电源开关1281。

所述弹性部152与所述移动部153固定连接，所述弹性部152可以为弹性橡胶等具有复位作用的弹性物质，当所述弹性部152受力后，能够带动所述移动部153发生形变，使得所述移动部153向下移动，进而带动所述触头154按压所述电源开关1281；当所述弹性部152不受力时，弹性部152复位，带动所述移动部153复位，进而带动所述触头154远离所述电源开关1281，所述触头154不按压所述电源开关1281。

通过该连接装置15，能够控制所述第一护腕10a和所述第二护腕10b的同时启动和同时关闭，使得两个护腕采集的手臂运动信号和人体体表生理信号能够保持同步。

可以理解的是，当所述第一护腕10a和所述第二护腕10b通过所述连接装置15连接时，所述连接外壳151通过卡槽1511和卡扣1512扣合，此时，弹性部152相互挤压受力，带动移动部153发生形变，使得所述触头154按压所述电源开关1281，使得所述电源128不供电，即所述第一护腕10a和第二护腕10b连接时，所述护腕同时关闭；当所述第一护腕10a和第二护腕10b分离时，所述连接外壳151的卡槽1511和卡扣1512分离，此时，弹性部152不受力，弹性部152复位，带动移动部153复位，使得所述触头154不按压所述电源开关1281，使得所述电源128供电，即所述第一护腕10a和第二护腕10b不连接时，所述护腕同时开启，同时采集手臂运动信号和人体体表生理信号。

第一护腕10a和第二护腕10b通过无线传输模块127将所述手臂运动信息和生理信息分别发送至电子设备20，所述电子设备20同时接收与处理所述第一护腕10a和第二护腕10b发送的手臂运动信息和生理信息，对两个护腕发送的信息进行对比，判断双手运动的协调性，并反馈给用户。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种护腕及其监测系统，包括：护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，通过所述手臂运动信号采集装置实时采集佩戴所述护腕的用户的手臂运动信号，所述控制器对手臂运动信号进行处理分析，得到手臂运动信息，并根据该运动信息确定手臂运动强度，实现对手臂运动强度的监测，指导用户手臂进行合理运动。

实施例三：

请参阅图9，为本实用新型实施方式提供的一种监测系统，该监测系统1包括：电子设备20及如上所述的护腕10，所述护腕10与所述电子设备20通过无线传输模块127连接。例如，通过所述无线传输模块127将手臂运动信息和生理信息发送至所述电子设备20。所述电子设备20接收所述手臂运动信息和所述生理信息后，在用户界面进行显示，同时，对发出报警的手臂运动信息和生理信息进行标注，提醒用户注意，还能够为用户制定合理运动计划，防止用户运动过度造成损伤或者运动不达标达不到锻炼效果；或者，在双手使用护腕的情况下，对两个护腕发送的所述手臂运动信息和所述生理信息进行对比，判断双手运动的协调性，并反馈给用户，为用户提供使得手臂协调运动的建议。所述电子设备20包括但不限于：平板电脑、智能手机、智能手表等能够进行显示的设备。

本实用新型实施方式的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施方式提供一种护腕及其监测系统，包括：护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，通过所述手臂运动信号采集装置实时采集佩戴所述护腕的用户的手臂运动信号，所述控制器对手臂运动信号进行处理分析，得到手臂运动信息，并根据该运动信息确定手臂运动强度，实现对手臂运动强度的监测，指导用户手臂进行合理运动。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施方式，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施方式，这些实施方式不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施方式，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种护腕，其特征在于，包括：

护腕主体、手臂运动信号采集装置和控制器，所述手臂运动信号采集装置与所述控制器连接，并且，所述手臂运动信号采集装置和所述控制器设置于所述护腕主体；

所述手臂运动信号采集装置用于采集手臂运动信号，并将所述手臂运动信号发送至所述控制器；

所述控制器用于接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行处理分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

2.根据权利要求1所述的护腕，其特征在于，

所述手臂运动信号包括手臂运动加速度信号和手臂运动角速度信号；

所述手臂运动信号采集装置包括加速度传感器和陀螺仪传感器，所述加速度传感器和所述陀螺仪传感器均与所述控制器连接；

所述加速度传感器用于采集所述手臂运动加速度信号，并将所述手臂运动加速度信号发送至所述控制器；

所述陀螺仪传感器用于采集所述手臂运动角速度信号，并将所述手臂运动角速度信号发送至所述控制器。

3.根据权利要求1所述的护腕，其特征在于，所述控制器具体用于：

接收所述手臂运动信号，并对所述手臂运动信号进行去干扰处理，所述去干扰处理包括去除工频干扰信号和基线干扰信号；

根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的所述手臂运动信号计算手臂运动轨迹，并对所述手臂运动轨迹进行分析得到手臂运动信息，根据所述手臂运动信息确定手臂运动强度。

4.根据权利要求3所述的护腕，其特征在于，所述手臂运动信息包括：手臂挥动次数、平均挥动速度和平均挥动幅度；

所述护腕还包括报警器，所述报警器与所述控制器连接，并且设置于所述护腕主体；

所述控制器还用于在所述手臂挥动次数不在预设手臂挥动次数范围内、所述平均挥动速度不在预设平均挥动速度范围内、所述平均挥动幅度不在预设平均挥动幅度范围内中至少一种情况成立时，产生控制指令并发送至所述报警器，控制所述报警器报警。

5.根据权利要求4所述的护腕，其特征在于，所述护腕还包括：生理信号采集装置；

所述生理信号采集装置与所述控制器连接，并且，所述生理信号采集装置设置于所述护腕主体；

所述生理信号采集装置用于采集人体体表生理信号，并将所述人体体表生理信号发送至所述控制器；

所述控制器用于对所述人体体表生理信号进行去干扰处理，所述去干扰处理包括去除工频干扰信号和基线干扰信号，并且根据去除工频干扰信号和基线干扰信号的所述人体体表生理信号生成生理信息，根据所述生理信息确定用户运动强度。

6.根据权利要求5所述的护腕，其特征在于，所述生理信息包括：心率和心率变异性参数；

所述控制器还用于在所述心率大于预设心率阈值和/或所述心率变异性参数不在标准心率变异性参数范围内时，产生控制指令并发送至所述报警器，控制所述报警器报警。

7.根据权利要求5或6所述的护腕，其特征在于，所述护腕还包括：

存储器，所述存储器与所述控制器连接，并且设置于所述护腕主体；所述存储器用于接收并存储所述手臂运动信息和生理信息。

8.根据权利要求7所述的护腕，其特征在于，所述护腕还包括：

无线传输模块，所述无线传输模块与所述控制器连接，设置于所述护腕主体，用于将所述手臂运动信息和所述生理信息发送至电子设备；

电源，所述电源设置于所述护腕主体，用于为所述护腕供电。

9.根据权利要求8所述的护腕，其特征在于，所述手臂运动信号采集装置、所述控制器、所述报警器、所述存储器、所述无线传输模块和所述电源集成微机电系统，与所述生理信号采集装置连接。

10.根据权利要求9所述的护腕，其特征在于，

所述电源包括电源开关，所述电源开关为复位开关；

所述护腕数量为2时，所述微机电系统设置连接装置，所述护腕通过所述连接装置连接；

所述连接装置包括连接外壳、弹性部、移动部和触头；

所述移动部一端与所述连接外壳固定连接，另一端延伸出所述连接外壳与所述触头连接；

所述触头位于所述电源开关上方；

所述连接外壳套设于所述弹性部，且所述弹性部与所述移动部固定连接；

当所述护腕连接时，所述连接外壳扣合，所述弹性部相互挤压受力，带动所述移动部发生形变，使得所述触头按压所述电源开关；当所述护腕分离时，所述连接外壳分开，所述弹性部复位，带动所述移动部复位，使得所述触头不按压所述电源开关，所述电源开关复位。

11.一种监测系统，包括电子设备，其特征在于，还包括权利要求1-10任意一项所述的护腕，所述护腕与所述电子设备通过无线传输模块连接。