CN213787446U - 一种测量人体生理信号的手套 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种测量人体生理信号的手套，包括：手套本体、传感器模组以及电路板；通过将多个人体生理信号传感器集成在一只手套上，使得多参数生理信号采集更加轻便、灵活；相对于传统设备而言，由原来的多组线缆减少到只需要一根线缆即可完成信号的采集，减少了线缆缠绕带来的不便与使用者的不舒适感，同时信号质量更好、更有保障。
Description
技术领域
本实用新型涉及人体生理信号测量的技术领域，更具体地，涉及一种测量人体生理信号的手套。
背景技术
生理信号是表征人体的生命指标。对生理信号的精确的采集、分析和处理，对于诊断治疗疾病、临床医学研究、生物反馈研究、情绪状态识别和干预、脑机接口、睡眠研究等具有非常重要的意义。而人体生理信号的采集是对生理信号进行分析和处理的首要环节。传统的采集方法是一个传感器用一组导线一端连接到人体，另一端连接到采集盒/卡，每组导线少的有1根线，一般有2-3根线，多的有5-6根线，导线长约1.3-2.0米。若多个传感器同时连接到人体的话，会有大量导线连接在人体和采集盒之间，容易造成导线缠绕，使用起来非常不方便，也不美观，令人望而生畏。而且，由于导线过长，对于电生理信号，如心电、肌电等，必须使用屏蔽线，这样就进一步加粗了导线，也容易引入干扰，造成采集信号质量下降。另外还有一种无线采集方式，即每个传感器使用一组蓝牙模块(或2.4G模块)，这种方式虽然解决了上述问题，但多个传感器同时使用时，容易造成相互干扰；而且对于需要采集速率较高的信号而言，因蓝牙的传输速率限制，此传输方式不能满足。
申请号为201810490712.4的专利提供了一种手套式心电检测装置，但该方案仅能用于采集心电数据，而且还使用到了柔性五指状异形电极板，这无疑大幅提高了类似装置的成本。
实用新型内容
本实用新型为解决现有技术的局限性，提供了一种多参数生理信号采集更加轻便、灵活的人体生理信号测量方案。
为实现以上实用新型目的，采用的技术方案是：
一种测量人体生理信号的手套，包括：手套本体、传感器模组以及电路板；所述传感器模组中的传感器包括：心电传感器、血氧传感器、皮肤电传感器、体温传感器以及血压传感器；
其中，所述心电传感器、所述血氧传感器、所述皮肤电传感器以及所述体温传感器分别设于所述手套本体手指位的指腹；所述血压传感器设于所述手套本体手背位与手腕位的交界位置；
所述电路板设于所述手套本体手背位，所述电路板上设有用于处理所述传感器模组输入信号的信号处理电路；所述信号处理电路的输入端与所述传感器模组中除所述心电传感器之外的各传感器电连接，所述心电传感器与所述信号处理电路的输出端电连接，所述信号处理电路的输出端用于连接人体生理信号的接收设备。
相较于现有技术，本实用新型所提供的方案，通过将多个人体生理信号传感器集成在一只手套上，使得多参数生理信号采集更加轻便、灵活；相对于传统设备而言，由原来的多组线缆减少到只需要一根线缆即可完成信号的采集，减少了线缆缠绕带来的不便与使用者的不舒适感，同时信号质量更好、更有保障。
作为一种优选的方案，所述心电传感器设于所述手套本体拇指位的指腹；所述血氧传感器设于所述手套本体食指位的指腹；所述皮肤电传感器设于所述手套本体无名指位以及中指位的指腹；所述体温传感器设于所述手套本体小指位的指腹。
作为一种可选的方案，所述传感器模组中的传感器还包括肌电传感器，所述肌电传感器设于所述手套本体的手臂位背侧，与所述信号处理电路的输入端电连接。
作为一种可选的方案，所述传感器模组中的传感器还包括脉象传感器，所述脉象传感器设于所述手套本体的手腕位的寸关尺处，与所述信号处理电路的输入端电连接。
作为一种优选的方案，所述手套本体的手腕位以及手臂位为采用弹力布料的套筒，所述套筒与手套本体的手掌根部位无缝连接。
通过以上设置，能有效避免佩戴手套时因为手部的轻微运动而导致所述血压传感器和/或所述肌电传感器和/或所述脉象传感器产生运动伪迹，减少测量误差，进一步提升了本实施例的测量精度。
作为一种可选的方案，所述传感器模组中的传感器还包括三轴或六轴的加速度传感器，所述加速度传感器设于所述电路板，与所述信号处理电路的输入端电连接。
通过增设所述加速度传感器，使得本实施例还能对手部姿态或手部运动信息进行测量采集。
作为一种优选的方案，所述电路板与所述传感器模组中的各传感器通过敷设在所述手套本体夹层内的柔性导线电连接。
作为一种可选的方案，所述信号处理电路包括预处理模块、放大模块、模数转换模块、单片机以及TYPE_C接口模块；
所述预处理模块输入端与所述传感器模组中除所述心电传感器之外的各传感器输出端连接；
所述放大模块输入端与所述预处理模块输出端连接；
所述模数转换模块输入端与所述放大模块输出端连接，
所述单片机输入端与所述模数转换模块输出端连接，
所述TYPE_C接口模块输入端与所述单片机输出端以及所述心电传感器输出端连接。
进一步的，所述单片机设有SPI通信子模块，所述单片机通过所述SPI通信子模块与所述TYPE_C接口模块输入端连接。
进一步的，所述单片机设有UART串口通讯子模块，所述单片机通过所述UART串口通讯子模块与所述TYPE_C接口模块输入端连接。
附图说明
图1为本实用新型提供的测量人体生理信号的手套左手掌心面示意图；
图2为本实用新型提供的测量人体生理信号的手套左手背面面示意图；
图3为本实用新型提供的测量人体生理信号的手套的信号处理电路框图；
附图标记说明：1、手套本体；2、传感器模组；21、心电传感器；22、血氧传感器；23、皮肤电传感器；24、体温传感器；25、血压传感器；26、肌电传感器；27、脉象传感器；28、加速度传感器；3、电路板；31、预处理模块；32、放大模块；33、模数转换模块；34、单片机；341、SPI通信子模块；342、UART串口通讯子模块；35、TYPE_C接口模块；4、套筒。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
针对在现有生理信号采集过程中，本实用新型提供以下方案：
请参阅图1、图2以及图3，一种测量人体生理信号的手套，包括：手套本体1、传感器模组2以及电路板3；所述传感器模组2中的传感器包括：心电传感器21、血氧传感器22、皮肤电传感器23、体温传感器24以及血压传感器25；
其中，所述心电传感器21、所述血氧传感器22、所述皮肤电传感器23以及所述体温传感器24分别设于所述手套本体1手指位的指腹；所述血压传感器25设于所述手套本体1手背位与手腕位的交界位置；
所述电路板3设于所述手套本体1手背位，所述电路板3上设有用于处理所述传感器模组2输入信号的信号处理电路；所述信号处理电路的输入端与所述传感器模组2中除所述心电传感器21之外的各传感器电连接，所述信号处理电路的输出端与所述心电传感器21电连接，所述信号处理电路的输出端用于连接人体生理信号的接收设备。
相较于现有技术，本实施例所提供的方案，通过将多个人体生理信号传感器集成在一只手套上，使得多参数生理信号采集更加轻便、灵活；相对于传统设备而言，由原来的多组线缆减少到只需要一根线缆即可完成信号的采集，减少了线缆缠绕带来的不便与使用者的不舒适感，同时信号质量更好、更有保障。
具体的，所述手套本体1可采用高弹力布料缝制手套；在指头上的传感器模组具体布设位置可根据用户的实际情况进行调整；所述心电传感器21在所述手套本体1上仅布设有一个电极，在采集心电信号过程中，还会有另一个电极布设在其他地方如另一只手、头环上的额头处等。由于所述心电传感器21在所述手套本体1上仅布设有一个电极，另一个电极布设在其他地方，所以本实施例将所述心电传感器21采集到的原始数据单独直接通过所述信号处理电路的输出端输出。所述手套本体1既能如图1以及图2所示以左手手套的方式，也能以右手手套的方式实现，本实施例中不再赘述。
作为一种优选的实施例，所述心电传感器21设于所述手套本体1拇指位的指腹；所述血氧传感器22设于所述手套本体1食指位的指腹；所述皮肤电传感器23设于所述手套本体1无名指位以及中指位的指腹；所述体温传感器24设于所述手套本体1小指位的指腹。
作为一种可选的实施例，所述传感器模组2中的传感器还包括肌电传感器26，所述肌电传感器设于所述手套本体1的手臂位背侧，与所述信号处理电路的输入端电连接。
作为一种可选的实施例，所述传感器模组2中的传感器还包括脉象传感器27，所述脉象传感器27设于所述手套本体1的手腕位的寸关尺处，与所述信号处理电路的输入端电连接。
作为一种可选的实施例，所述手套本体1的手腕位以及手臂位为采用弹力布料的套筒4，所述套筒4与手套本体1的手掌根部位无缝连接。
通过以上设置，能有效避免佩戴手套时因为手部的轻微运动而导致所述血压传感器和/或所述肌电传感器和/或所述脉象传感器产生运动伪迹，减少测量误差，进一步提升了本实施例的测量精度。
进一步的，所述传感器模组2中的传感器还包括三轴或六轴的加速度传感器28，所述加速度传感器设于所述电路板3，与所述信号处理电路的输入端电连接。
通过增设所述加速度传感器28，使得本实施例还能对手部姿态或手部运动信息进行测量采集。
作为一种优选的实施例，所述电路板3与所述传感器模组2中的各传感器通过敷设在所述手套本体1夹层内的柔性导线电连接。
作为一种可选的实施例，所述信号处理电路包括预处理模块31、放大模块32、模数转换模块33、单片机34以及TYPE_C接口模块35；
所述预处理模块31输入端与所述传感器模组2中除所述心电传感器21之外的各传感器输出端连接；
所述放大模块32输入端与所述预处理模块31输出端连接；
所述模数转换模块33输入端与所述放大模块32输出端连接，
所述单片机34输入端与所述模数转换模块33输出端连接，
所述TYPE_C接口模块35输入端与所述单片机34输出端以及所述心电传感器21输出端连接。
具体的，除心电传感器外，其余各传感器的输入信号均在所述信号处理电路上经过预处理、放大和模数转换后通过所述单片机34选择通讯方式经所述TYPE_C接口模块35输出。作为所述信号处理电路输出端的所述TYPE_C接口模块35，其对应的TYPE_C数据线采用多芯屏蔽线，可实现高速、稳定且可靠的数据传输；TYPE_C数据线可连接到人体生理信号的接收设备，如采集盒等。
进一步的，所述单片机34设有SPI通信子模块341，所述单片机34通过所述SPI通信子模块341与所述TYPE_C接口模块35输入端连接。
具体的，对与于数据传输速率要求较高的场合，本实施例采用SPI通信能够更好地满足数据传输速率的需求。
作为另一种可选的实施例，所述单片机34设有UART串口通讯子模块342，所述单片机34通过所述UART串口通讯子模块342与所述TYPE_C接口模块35输入端连接。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种测量人体生理信号的手套，其特征在于，包括：手套本体(1)、传感器模组(2)以及电路板(3)；所述传感器模组(2)中的传感器包括：心电传感器(21)、血氧传感器(22)、皮肤电传感器(23)、体温传感器(24)以及血压传感器(25)；
其中，所述心电传感器(21)、所述血氧传感器(22)、所述皮肤电传感器(23)以及所述体温传感器(24)分别设于所述手套本体(1)手指位的指腹；所述血压传感器(25)设于所述手套本体(1)手背位与手腕位的交界位置；
所述电路板(3)设于所述手套本体(1)手背位，所述电路板(3)上设有用于处理所述传感器模组(2)输入信号的信号处理电路；所述信号处理电路的输入端与所述传感器模组(2)中除所述心电传感器(21)之外的各传感器电连接，所述信号处理电路的输出端与所述心电传感器(21)电连接，所述信号处理电路的输出端用于连接人体生理信号的接收设备。
2.根据权利要求1所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述心电传感器(21)设于所述手套本体(1)拇指位的指腹；所述血氧传感器(22)设于所述手套本体(1)食指位的指腹；所述皮肤电传感器(23)设于所述手套本体(1)无名指位以及中指位的指腹；所述体温传感器(24)设于所述手套本体(1)小指位的指腹。
3.根据权利要求1所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述传感器模组(2)中的传感器还包括肌电传感器(26)；所述肌电传感器(26)设于所述手套本体(1)的手臂位背侧，与所述信号处理电路的输入端电连接。
4.根据权利要求1所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述传感器模组(2)中的传感器还包括脉象传感器(27)；所述脉象传感器(27)设于所述手套本体(1)的手腕位的寸关尺处，与所述信号处理电路的输入端电连接。
5.根据权利要求1所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述手套本体(1)的手腕位以及手臂位为采用弹力布料的套筒(4)，所述套筒(4)与手套本体(1)的手掌根部位无缝连接。
6.根据权利要求1所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述传感器模组(2)中的传感器还包括三轴或六轴的加速度传感器(28)；所述加速度传感器(28)设于所述电路板(3)，与所述信号处理电路的输入端电连接。
7.根据权利要求1至5任一项所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述电路板(3)与所述传感器模组(2)中的各传感器通过敷设在所述手套本体(1)夹层内的柔性导线电连接。
8.根据权利要求1至6任一项所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述信号处理电路包括预处理模块(31)、放大模块(32)、模数转换模块(33)、单片机(34)以及TYPE_C接口模块(35)；
所述预处理模块(31)输入端与所述传感器模组(2)中除所述心电传感器(21)之外的各传感器输出端连接；
所述放大模块(32)输入端与所述预处理模块(31)输出端连接；
所述模数转换模块(33)输入端与所述放大模块(32)输出端连接，
所述单片机(34)输入端与所述模数转换模块(33)输出端连接，
所述TYPE_C接口模块(35)输入端与所述单片机(34)输出端以及所述心电传感器(21)输出端连接。
9.根据权利要求8所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述单片机(34)设有SPI通信子模块(341)，所述单片机(34)通过所述SPI通信子模块(341)与所述TYPE_C接口模块(35)输入端连接。
10.根据权利要求8所述的测量人体生理信号的手套，其特征在于，所述单片机(34)设有UART串口通讯子模块(342)，所述单片机(34)通过所述UART串口通讯子模块(342)与所述TYPE_C接口模块(35)输入端连接。
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