WO2016026100A1

WO2016026100A1 - 一种肌电信号采集装置

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Publication number: WO2016026100A1
Application number: PCT/CN2014/084813
Authority: WO
Inventors: 李涛; 余尧; 谭玉波
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2014-08-20
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-02-25
Also published as: CN106102575A

Abstract

一种肌电信号采集装置，包括：至少一组导联电路（110），用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到信号调整电路（120）；至少一路所述信号调整电路（120），用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到信号采样电路（130）；所述信号采样电路（130），用于对所述肌电电压进行采样处理得到肌电数据信号；当移动终端与所述装置连接时，所述信号采样电路（130）将采样处理得到的肌电数据信号输出到所述移动终端，以使所述移动终端对所述肌电数据信号进行运算分析处理并显示运算分析处理得到的分析结果。采用上述肌电信号采集装置，可以通过该装置采集表面肌电信号。

Description

一种肌电信号釆集装置技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种肌电信号釆集装置。背景技术

肌电信号是由肌肉兴奋时所募集的运动单位产生的一个个动作电位序列在皮肤表面叠加而成，是一种非平稳的微弱信号。人体表面肌电信号可以反映肌肉状态，被用于体育运动医学、临床医学及人机交互智能系统。在体育运动医学领域中，可以通过肌电信号对肌肉力量、肌肉疲劳程度作出评估，帮助运动员建立科学的训练方法，从而提高体育竟赛的成績，另外通过对比正常的肌电信号，可以帮助运动员调整临场时的紧张、焦虑与烦躁情绪。在临床医学领域中，肌电信号可被用来诊断肌肉疾病，如：肌萎缩、肌无力，还可被用来评估治疗后的康复评价。在人机交互智能系统领域中，由于肌电信号的特征值可以反映人体运动意图，它可作为假肢手、外骨机器人的控制信息源，也可用于步态分析、肌张力评估等等。在人体运动过程中，例如上下楼梯、跑步、弹跳，获取表面肌电信号，全面反馈人体肌肉状态十分重要。在现有技术方案中，主要通过表面肌电测量仪器来对肌电信号进行釆集，因此有必要提供一种其他的釆集装置。发明内容

本发明提供了一种肌电信号釆集装置，可以通过该装置釆集表面肌电信号。

本发明实施例第一方面提供了一种肌电信号釆集装置，包括：信号釆样电路、至少一组导联电路以及与所述至少一组导联电路对应的至少一路信号调整电路，所述导联电路包括电极片，其中：

所述至少一组导联电路，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路；

所述至少一路信号调整电路，与所述至少一组导联电路对应连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路；所述信号釆样电路，与所述至少一路信号调整电路连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号；

当移动终端与所述信号釆样电路连接时，所述信号釆样电路将釆样处理得到的肌电数据信号输出到所述移动终端，以使所述移动终端对所述肌电数据信号进行运算分析处理并显示运算分析处理得到的分析结果。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述装置包括接口转换电路，所述接口转换电路包括 UART接口和 USB接口，所述 UART接口与所述信号釆样电路连接，所述 USB接口与所述移动终端连接，所述接口转换电路用于根据所述 UART接口接收到的所述信号釆样电路输出的所述肌电数据信号，通过所述 USB接口将所述肌电数据信号输出到所述移动终端

在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述信号调整电路包括电压跟随电路，所述电压跟随电路用于对所述肌电信号进行緩冲处理。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述导联电路包括一个正极电极片和一个负极电极片，所述电压跟随电路包括正极输入端和负极输入端，所述正极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，所述负极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，所述电压跟随电路用于分别对所述正极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理和对所述负极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理。

结合第一方面的第二种以及第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电压跟随电路包括第一电阻、第一二极管、第二二极管、第一运算放大器、第二电阻、第三二极管、第四二极管、第二运算放大器，其中：

所述第一电阻的一端与所述电压跟随电路的所述正极输入端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极以及所述第一运算放大器的正极输入端连接，所述第一运算放大器的负极输入端分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极以及所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述电压跟随电路的正极输出端连接；所述第二电阻的一端与所述电压跟随电路的所述负极输入端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三二极管的负极、所述第四二极管的正极以及所述第二运算放大器的正极输入端连接，所述第二运算放大器的负极输入端分别与所述第三二极管的正极、所述第四二极管的负极以及所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述电压跟随电路的负极输出端连接。

在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述信号调整电路包括第一放大电路，所述第一放大电路用于对所述肌电信号进行第一级放大处理。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述第一放大电路包括第三电组、第四电阻、第三运算放大器，第一电容以及第二电容，其中：

所述第一电容的一端与所述第一放大电路的正极输入端连接，所述第一电容的另一端分别与所述第三电阻的一端以及所述第三运算放大器的正极输入端连接，所述第二电容的一端与所述第一放大电路的负极输入端连接，所述第二电容的另一端分别与所述第四电阻的一端以及所述第三运算放大器的负极输入端连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第三电阻的另一端以及所述第一放大电路的电压参考点连接，所述第三运算放大器的输出端与所述第一放大电路的输出端连接。

结合第一方面的第五种以及第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述信号调整电路还包括浮地电路，所述浮地电路分别与所述导联电路以及所述第一放大电路连接，用于根据所述第一放大电路的电压参考点的参考电压，向所述导联电路提供浮地电压。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述导联电路包括一个参考电极片，所述浮地电路包括第四运算放大器、第五电阻、第五运算放大器、第六电阻、第三电容、第七电阻，其中：所述第四运算放大器的正极输入端与所述第三电阻的另一端连接，所述第四运算放大器的负极输入端分别与所述第四运算放大器的输出端以及所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第五运算放大器的负极输入端、所述第六电阻的一端以及所述第三电容的一端连接，所述第五运算放大器的输出端分别与所述第六电阻的另一端、所述第三电容的另一端以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述参考电极片连接。

在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述信号调整电路包括滤波电路，所述滤波电路用于对肌电信号进行滤波处理。

结合第一方面的第九种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述滤波电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻以及滤波芯片，所述滤波芯片包括第一电压输入端、第二电压输入端、辅助运放正向输入端、辅助运放反向输入端、低通输出端、带通输出端、高通输出端、第一频率调节端、第二频率调节端、辅助运放输出端以及接地端，其中：

所述第一电压输入端与所述滤波电路的输入端连接，所述第二电压输入端与所述第八电阻的一端连接，所述第八电阻的另一端分别与所述辅助运放正向输入端以及所述接地端连接，所述辅助运放反向输入端分别与所述第九电阻的一端、所述第十电阻的一端以及所述第十一电阻的一端连接，所述第九电阻的另一端与所述低通输出端连接，所述第十电阻的另一端与所述高通输出端以及所述第十二电阻的一端连接，所述第十二电阻的另一端与所述第十三电阻的一端连接，所述第十三电阻的另一端与所述第一频率调节端连接，所述第二频率调节端与所述第十四电阻的一端连接，所述第十四电阻的另一端与所述第十五电阻的一端连接，所述第十五电阻的另一端与所述带通输出端连接，所述辅助运放输出端分别与所述第十一电阻的另一端以及所述滤波电路的输出端连接。

在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述信号调整电路包括电平调整电路，所述电平调整电路用于对肌电信号进行电平调整处理。

结合第一方面的第十一种可能的实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述电平调整电路包括第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、供电电源、第五二极管以及第六运算放大器，其中：

所述第十六电阻的一端与所述电平调整电路的输入端连接，所述第十六电阻的另一端与所述第十七电阻的一端、所述第十八电阻的一端以及所述第六运算放大器的正极输入端连接，所述第十七电阻的另一端与所述供电电源连接，所述第十八电阻的另一端接地，所述第六运算放大器的负极输入端与所述第十九电阻的一端以及所述第二十电阻的一端连接，所述第十九电阻的另一端接地，所述第二十电阻的另一端与所述第六运算放大器的输出端以及所述第二十一电阻的一端连接，所述第二十一电阻的另一端与所述第五二极管的负极以及所述电平调整电路的输出端连接。

在第一方面的第十三种可能的实现方式中，所述信号调整电路包括电压跟随电路、第一放大电路、滤波电路、第二放大电路、电平调整电路以及浮地电路，其中：

所述电压跟随电路，与所述导联电路连接，用于对所述肌电信号进行緩冲处理，并将经緩冲处理过的肌电信号输出到所述第一放大电路；

所述第一放大电路，与所述电压跟随电路连接、用于对所述经緩冲处理过的肌电信号进行第一级放大处理，并将经第一级放大处理过的肌电信号输出到所述滤波电路；

所述滤波电路，与所述第一放大电路连接，用于对所述经第一级放大处理过的肌电信号进行滤波处理，并将经滤波处理过的肌电信号输出到所述第二放大电路；

所述第二放大电路，与所述滤波电路连接，用于对所述经滤波处理过的肌电信进行第二级放大处理，并将经第二级放大处理过的肌电信号输出到所述电平调整电路；

所述电平调整电路，与所述第二放大电路连接，用于对所述经第二级放大处理过的肌电信号进行电平调整处理，并将电平调整处理得到的所述肌电电压输出到所述信号釆样电路；

所述浮地电路，分别与所述导联电路以及所述第一放大电路连接，用于根据所述第一放大电路的电压参考点的参考电压，向所述导联电路提供浮地电压。

结合第一方面的第十三种可能的实现方式，在第一方面的第十四种可能的实现方式中，所述第二放大电路包括第二十二电阻、第二十三电阻以及第七运算放大器，其中：

所述第七运算放大器的正极输入端与所述第二放大电路的输入端连接，所述第七运算放大器的负极输入端与所述第二十二电阻的一端以及所述第二十三电阻的一端连接，所述第二十二电阻的另一端接地，所述第二十三电阻的另一端与所述第七运算放大器的输出端连接，所述第七运算放大器的输出端与所述第二放大电路的输出端连接。

结合第一方面以及第一方面的第十三种可能的实现方式，在第一方面的第十五种可能的实现方式中，所述装置包括供电电路，所述供电电路分别与所述信号调整电路以及所述信号釆样电路连接，用于对所述信号调整电路以及所述信号釆样电路进行供电。

本发明实施例第二方面提供了一种肌电信号釆集系统，包括肌电信号釆集装置和移动终端，其中：

所述肌电信号釆集装置包括信号釆样电路、至少一组导联电路以及与所述至少一组导联电路对应的至少一路信号调整电路，所述导联电路包括电极片，其中：所述至少一组导联电路，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路；所述至少一路信号调整电路，与所述至少一组导联电路对应连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路；所述信号釆样电路，与所述至少一路信号调整电路连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号；

所述移动终端，用于获取所述信号釆样电路对所述肌电电压进行釆样处理得到的肌电数据信号，对所述肌电数据信号进行运算分析处理，并显示运算分析处理得到的分析结果。

在本发明实施例中，首先通过导联电路的电极片获取肌体表面的肌电信号，并将肌电信号输出到信号调整电路；然后信号调整电路将肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到信号釆样电路，最后信号釆样电路对肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号，从而通过该装置釆集到肌电数据信号，并且可以将釆集到的肌电数据信号输出到与该装置建立连接的移动终端。附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是本发明第一实施例提出的一种肌电信号釆集装置的结构示意图；图 2是本发明第二实施例提出的一种肌电信号釆集装置的结构示意图；图 3是本发明第三实施例提出的一种肌电信号釆集装置的结构示意图；图 4是本发明实施例提出的一种电压跟随电路的结构示意图；

图 5是本发明实施例提出的一种第一放大电路的结构示意图；

图 6是本发明实施例提出的一种浮地电路的结构示意图；

图 7是本发明实施例提出的一种滤波电路的结构示意图；

图 8是本发明实施例提出的一种电平调整电路的结构示意图；

图 9是本发明实施例提出的一种第二放大电路的结构示意图；

图 10是本发明实施例提出的一种肌电信号釆集系统的结构示意图。具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图 1，图 1是本发明第一实施例提出的一种肌电信号釆集装置。如图所示，本发明实施例中的肌电信号釆集装置包括：信号釆样电路 130、至少一组导联电路 110 以及与所述至少一组导联电路对应的至少一路信号调整电路 120, 导联电路 130包括电极片，其中：

至少一组导联电路 110，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路。

具体的，至少一组导联电路 110可以包括 24根导联线和 24片电极片，分为 8组导联电路，每组导联电路包括 3根导联线和 3片电极片，电极片可以为 Ag-AgCI电极片，每组导联电路的电极片包括一个正极电极片、一个负极电极片以及一个参考电极片。当需要获取机体表面的肌电信号时，可以将电极片分别贴放在机体表面的不同位置处，从而获取机体表面不同位置处的肌电信号。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8组导联电路，还可以包括其他任何组数的导联电路。

至少一路信号调整电路 120，与至少一组导联电路 110对应连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路。

具体的，与上述至少一组导联电路 110的组数一样，该装置也可以包括 8 路信号调整电路，每路信号调整电路分别与一组导联电路对应连接。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8路信号调整电路，还可以包括其他任何数量的信号调整电路。当信号调整电路接收到导联电路输出的肌电信号时，信号调整电路可以对该肌电信号进行緩冲、放大、滤波或者电平调整处理，将肌电信号转化为 0~3.3V的肌电电压。

可选的，信号调整电路 120可以包括电压跟随电路，该电压跟随电路用于对所述肌电信号进行緩冲处理，提高输入阻抗。进一步的，电压跟随电路可以包括正极输入端和负极输入端，正极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，负极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，电压跟随电路用于分别对所述正极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理和对所述负极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理。如图 4所示，电压跟随电路可以包括第一电阻 Rl、第一二极管 Dl、第二二极管 D3、第一运算放大器 Ul、第二电阻 R2、第三二极管 D2、第四二极管 D4、第二运算放大器 U2，其中：

第一电阻 R1的一端与电压跟随电路的正极输入端 IN+连接，第一电阻 R1 的另一端分别与第一二极管 D1的负极、第二二极管 D3的正极以及第一运算放大器 U1的正极输入端连接，第一运算放大器 U1的负极输入端分别与第一二极管 D1的正极、第二二极管 D3的负极以及第一运算放大器 U1的输出端连接，第一运算放大器 U1的输出端与电压跟随电路的正极输出端连接；第二电阻的一端 R2与电压跟随电路的负极输入端 IN-连接，第二电阻 R2的另一端分别与第三二极管 D2的负极、第四二极管 D4的正极以及第二运算放大器 U2 的正极输入端连接，第二运算放大器 U2的负极输入端分别与第三二极管 D2 的正极、第四二极管 D4的负极以及第二运算放大器 U2的输出端连接，第二运算放大器 U2的输出端与电压跟随电路的负极输出端连接。可选的，信号调整电路 120可以包括第一放大电路，第一放大电路用于对所述肌电信号进行第一级放大处理。如图 5所示，第一放大电路包括第三电组 R4、第四电阻 R3、第三运算放大器 U3，第一电容 C6以及第二电容 C5，其中：

第一电容 C6的一端与第一放大电路的正极输入端连接，第一电容 C6的另一端分别与第三电阻 R4的一端以及第三运算放大器 U3的正极输入端连接，第二电容 C5的一端与第一放大电路的负极输入端连接，第二电容 C5的另一端分别与第四电阻 R3的一端以及第三运算放大器 U3的负极输入端连接，第四电阻 R3的另一端分别与第三电阻 R4的另一端以及第一放大电路的电压参考点的连接，第三运算放大器 U3的输出端与第一放大电路的输出端连接。

可选的，信号调整电路 120还可以包括浮地电路，浮地电路分别与导联电路 110以及第一放大电路连接，用于根据第一放大电路的电压参考点的参考电压，向导联电路 110提供浮地电压。需要说明的是，由于肌电信号是一个很微弱的差分信号，如果将导联电路直接接地，肌电信号将受到其他电路接地端的干扰，因此，将浮地电路与第一放大电路的电压参考点连接，向导联电路 110 输出浮地电压，可以隔离来自直流接地的干扰，提高输出肌电电压的稳定性。如图 6所示，浮地电路包括第四运算放大器 U4、第五电阻 R6、第五运算放大器 U5、第六电阻 R7、第三电容 C9、第七电阻 R10，其中：

第四运算放大器 U4的正极输入端与第三电阻 R4的另一端连接，第四运算放大器 U4的负极输入端分别与第四运算放大器 U4的输出端以及第五电阻 R6的一端连接，第五电阻 R6的另一端分别与第五运算放大器 U5的负极输入端、第六电阻 R7的一端以及第三电容 C9的一端连接，第五运算放大器 U5 的输出端分别与第六电阻 R7的另一端、第三电容 C9的另一端以及第七电阻 R10的一端连接，第七电阻 R10的另一端与参考电极片连接。

可选的，信号调整电路 120可以包括滤波电路，滤波电路用于对肌电信号进行滤波处理。如图 7所示，滤波电路包括第八电阻 R25、第九电阻 R24、第十电阻 R23、第十一电阻 R30、第十二电阻 R27、第十三电阻 R28、第十四电阻 R29、第十五电阻 R26以及滤波芯片，滤波芯片包括第一电压输入端 VIN3、第二电压输入端 VIN2、辅助运放正向输入端 AUXIN+、辅助运放反向输入端 AUXIN -、低通输出端 LPOUT、带通输出端 BPOUT、高通输出端 HPOUT、第一频率调节端 FADJ1、第二频率调节端 FADJ2、辅助运放输出端 AUXOUT 以及接地端 GND，其中：

第一电压输入端 VIN3与滤波电路的输入端连接，第二电压输入端 VIN2 与第八电阻 R25的一端连接，第八电阻 R25的另一端分别与辅助运放正向输入端 AUXIN+以及接地端 GND连接，辅助运放反向输入端 AUXIN-分别与第九电阻 R24的一端、第十电阻 R23的一端以及第十一电阻 R30的一端连接，第九电阻 R24的另一端与低通输出端 LP0UT连接，第十电阻 R23的另一端与高通输出端 HP0UT以及第十二电阻 R27的一端连接，第十二电阻 R27的另一端与第十三电阻 R28的一端连接，第十三电阻 R28的另一端与第一频率调节端 FADJ1连接，第二频率调节端 FADJ2与第十四电阻 R29的一端连接，第十四电阻 R29的另一端与第十五电阻 R26的一端连接，第十五电阻 R26的另一端与带通输出端 BP0UT连接，辅助运放输出端 AUXOUT分别与第十一电阻 R30的另一端以及滤波电路的输出端连接。

可选的，信号调整电路 120可以包括电平调整电路，电平调整电路用于对肌电信号进行电平调整处理。如图 8所示，电平调整电路包括第十六电阻 R17、第十七电阻 R20、第十八电阻 R19、第十九电阻 R18、第二十电阻 R21、第二十一电阻 R22、供电电源、第五二极管 D5以及第六运算放大器 U6，其中：第十六电阻 R17 的一端与电平调整电路的输入端连接，第十六电阻 R17 的另一端与第十七电阻 R20的一端、第十八电阻 R19的一端以及第六运算放大器 U6的正极输入端连接，第十七电阻 R20的另一端与供电电源连接，第十八电阻 R19的另一端接地，第六运算放大器 U6的负极输入端与第十九电阻 R18的一端以及第二十电阻 R21的一端连接，第十九电阻 R18的另一端接地，第二十电阻 R21 的另一端与第六运算放大器 U6的输出端以及第二十一电阻 R22的一端连接，第二十一电阻 R22的另一端与第五二极管 D5的负极以及电平调整电路的输出端连接。

信号釆样电路 130，与至少一路信号调整电路 120连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号。

具体的，信号釆样电路 130 可以为单片机，上述至少一路信号调整电路 120分别与单片机上的多个釆样通道连接。单片机可以根据预先设定的釆样频率，通过内部的切换开关分时选定每个釆样通道，分别对各路信号调整电路输出的肌电电压进行循环釆样，从而得到至少一路肌电数据信号。

当移动终端与装置建立连接时，信号釆样电路 130将釆样处理得到的肌电数据信号输出到移动终端，以使移动终端对所述肌电数据信号进行运算分析处理并显示运算分析处理得到的分析结果。此外，移动终端还可以将肌电数据信号或者分析结果上传到网络云存储平台从而实现信息共享。与使用计算机相比，使用移动终端运算分析处理肌电釆集装置釆集得到的肌电数据信号，有利于用户方便携带进而处理分析肌电信号更加便捷。

在本发明实施例中，首先通过导联电路的电极片获取肌体表面的肌电信号，并将肌电信号输出到信号调整电路；然后信号调整电路将肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到信号釆样电路，最后信号釆样电路对肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号，从而通过该装置釆集到肌电数据信号，并且可以将釆集到的肌电数据信号输出到与该装置建立连接的移动终端。请参考图 2，图 2是本发明第二实施例提出的一种肌电信号釆集装置的结构示意图。如图所示，本发明实施例中的肌电信号釆集装置包括至少一组导联电路 210、至少一路信号调整电路 220、信号釆样电路 230、接口转换电路 240 以及供电电路 260，该装置可以与移动终端 250连接，其中：

至少一组导联电路 210，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路。

具体的，至少一组导联电路 210可以包括 24根导联线和 24片电极片，分为 8组导联电路，每组导联电路包括 3根导联线和 3片电极片，电极片可以为 Ag-AgCI电极片，每组导联电路的电极片包括一个正极电极片、一个负极电极片以及一个参考电极片。当需要获取机体表面的肌电信号时，可以将电极片分别贴放在机体表面的不同位置处，从而获取机体表面不同位置处的肌电信号。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8组导联电路，还可以包括其他任何组数的导联电路。

至少一路信号调整电路 220，与导联电路 210连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路。

具体的，与上述至少一组导联电路 210的组数一样，肌电信号釆集装置也可以包括 8 路信号调整电路，每路信号调整电路分别与一组导联电路对应连接。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8路信号调整电路，还可以包括其他任何数量的信号调整电路。当信号调整电路接收到导联电路输出的肌电信号时，信号调整电路可以对该肌电信号进行緩冲、放大、滤波或者电平调整处理，将肌电信号转化为 0~3.3V的肌电电压。

信号釆样电路 230，与信号调整电路 220连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号。

具体的，信号釆样电路 230 可以为单片机，上述至少一路信号调整电路 220分别与单片机上的多个釆样通道连接。单片机可以根据预先设定的釆样频率，通过内部的切换开关分时选定每个釆样通道，分别对各路信号调整电路输出的肌电电压进行循环釆样，从而得到至少一路肌电数据信号。

接口转换电路 240，包括 UART ( Universal Asynchronous Receiver /Transmitter, 通用异步接收 /发送 )接口和 USB ( Universal Serial Bus, 通用串行总线）接口， UART接口与信号釆样电路 230连接， USB接口与移动终端 250连接，接口转换电路 240用于根据所述 UART接口接收到的所述信号釆样电路 230输出的肌电数据信号，通过所述 USB接口将肌电数据信号输出到移动终端 250。需要说明的是，当信号釆样电路 230是通过 UART接口输出肌电数据信号，而移动终端 250是通过 USB接收肌电数据信号时，本发明实施例中的装置可以包括接口转换电路 240。

当移动终端 250通过接口转换电路 240与信号釆样电路 230连接时，信号釆样电路 230将釆样处理得到的肌电数据信号输出到移动终端 250，以使移动终端 250对肌电数据信号进行运算分析处理并显示运算分析处理得到的分析结果。移动终端 250还可以将肌电数据信号或者分析结果上传到网络云存储平台从而实现信息共享。与使用计算机相比，使用移动终端 250运算分析处理肌电釆集装置釆集得到的肌电数据信号，有利于用户方便携带进而处理分析肌电信号更加便捷。

供电电路 260，分别与信号调整电路 220、信号釆样电路 230以及移动终端 250连接，用于对信号调整电路 220、信号釆样电路 230以及移动终端 250 进行供电。

在本发明实施例中，首先通过导联电路的电极片获取肌体表面的肌电信号，并将肌电信号输出到信号调整电路；然后信号调整电路将肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到信号釆样电路，最后信号釆样电路对肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号，从而通过该装置釆集到肌电数据信号，并且可以将釆集到的肌电数据信号输出到与该装置建立连接的移动终端。请参考图 3，图 3是本发明第三实施例提出的一种肌电信号釆集装置的结构示意图。该装置不仅限于图 3所示的包括一组导联电路 310、一路信号调整电路 320以及信号釆样电路 330, 还可以包括多组导联电路以及多路信号调整电路，并且信号釆样电路 330可以包括多路釆集通道。其中，每组导联电路的三个电极片分别与信号调整电路的正极输入端、负极输入端以及电压参考点连接，每路信号调整电路分别与信号釆样电路 330的一个釆样通道连接，从而可以釆集到多路肌电信号。本发明实施例中的肌电信号釆集装置包括：

至少一组导联电路 310，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路。

具体的，至少一组导联电路 310可以包括 24根导联线和 24片电极片，分为 8组导联电路，每组导联电路包括 3根导联线和 3片电极片，电极片可以为 Ag-AgCI电极片，每组导联电路的电极片包括一个正极电极片、一个负极电极片以及一个参考电极片。当需要获取机体表面的肌电信号时，可以将电极片分别贴放在机体表面的不同位置处，从而获取机体表面不同位置处的肌电信号。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8组导联电路，还可以包括其他任何组数的导联电路。

至少一路信号调整电路 320，与至少一组导联电路 310连接，用于将肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路。

具体的，与上述至少一组导联电路 310的组数一样，该装置也可以包括 8 路信号调整电路，每路信号调整电路分别与一组导联电路对应连接。需要说明的是，本发明实施例中的装置不局限于包括 8路信号调整电路，还可以包括其他任何数量的信号调整电路。当信号调整电路接收到导联电路输出的肌电信号时，信号调整电路 320可以对该肌电信号进行緩冲、放大、滤波以及电平调整处理，将肌电信号转化为 0~3.3V的肌电电压。

可选的，信号调整电路 320还可以进一步包括电压跟随电路 321、第一放大电路 322、滤波电路 323、第二放大电路 324、电平调整电路 325以及浮地电路 326，其中：

电压跟随电路 321，与导联电路 310连接，用于对肌电信号进行緩冲处理，并将经緩冲处理过的肌电信号输出到所述第一放大电路。进一步的，电压跟随电路 321可以包括正极输入端和负极输入端，正极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，负极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，电压跟随电路用于分别对所述正极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理和对所述负极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理。如图 4所示，电压跟随电路可以包括第一电阻 Rl、第一二极管 Dl、第二二极管 D3、第一运算放大器 Ul、第二电阻 R2、第三二极管 D2、第四二极管 D4、第二运算放大器 U2，其中：

第一电阻 R1的一端与电压跟随电路的正极输入端 IN+连接，第一电阻 R1 的另一端分别与第一二极管 D1的负极、第二二极管 D3的正极以及第一运算放大器 U1的正极输入端连接，第一运算放大器 U1的负极输入端分别与第一二极管 D1的正极、第二二极管 D3的负极以及第一运算放大器 U1的输出端连接，第一运算放大器 U1的输出端与电压跟随电路的正极输出端连接；第二电阻的一端 R2与电压跟随电路的负极输入端 IN-连接，第二电阻 R2的另一端分别与第三二极管 D2的负极、第四二极管 D4的正极以及第二运算放大器 U2 的正极输入端连接，第二运算放大器 U2的负极输入端分别与第三二极管 D2 的正极、第四二极管 D4的负极以及第二运算放大器 U2的输出端连接，第二运算放大器 U2的输出端与电压跟随电路的负极输出端连接。

第一放大电路 322，与电压跟随电路 321连接、用于对所述经緩冲处理过的肌电信号进行第一级放大处理，并将经第一级放大处理过的肌电信号输出到所述滤波电路。如图 5所示，第一放大电路包括第三电组 R4、第四电阻 R3、第三运算放大器 U3，第一电容 C6以及第二电容 C5，其中：第一电容 C6的一端与第一放大电路的正极输入端连接，第一电容 C6的另一端分别与第三电阻 R4的一端以及第三运算放大器 U3的正极输入端连接，第二电容 C5的一端与第一放大电路的负极输入端连接，第二电容 C5的另一端分别与第四电阻 R3的一端以及第三运算放大器 U3的负极输入端连接，第四电阻 R3的另一端分别与第三电阻 R4的另一端以及所述第一放大电路的电压参考点连接，第三运算放大器 U3的输出端与第一放大电路的输出端连接。

滤波电路 323，与第一放大电路 322连接，用于对所述经第一级放大处理过的肌电信号进行滤波处理，并将经滤波处理过的肌电信号输出到所述第二放大电路。如图 7所示，滤波电路包括第八电阻 R25、第九电阻 R24、第十电阻 R23、第十一电阻 R30、第十二电阻 R27、第十三电阻 R28、第十四电阻 R29、第十五电阻 R26以及滤波芯片，滤波芯片包括第一电压输入端 VIN3、第二电压输入端 VIN2、辅助运放正向输入端 AUXIN+、辅助运放反向输入端 AUXIN -、低通输出端 LPOUT、带通输出端 BPOUT、高通输出端 HPOUT、第一频率调节端 FADJ1、第二频率调节端 FAD J2、辅助运放输出端 AUXOUT以及接地端 GND, 其中：

第二放大电路 324，与滤波电路 323连接，用于对所述经滤波处理过的肌电信进行第二级放大处理，并将经第二级放大处理过的肌电信号输出到所述电平调整电路。如图 9所示，第二放大电路 324包括第二十二电阻 R15、第二十三电阻 R16以及第七运算放大器 U7，其中：

第七运算放大器 U7的正极输入端与第二放大电路的输入端连接，第七运算放大器 U7的负极输入端与第二十二电阻 R15的一端以及第二十三电阻 R16 的一端连接，第二十二电阻 R15的另一端接地，第二十三电阻 R16的另一端与第七运算放大器 U7的输出端连接，第七运算放大器 U7的输出端与第二放大电路的输出端连接。

电平调整电路 325，与所述第二放大电路 324连接，用于对所述经第二级放大处理过的肌电信号进行电平调整处理，并将电平调整处理得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路。如图 8所示，电平调整电路包括第十六电阻 R17、第十七电阻 R20、第十八电阻 R19、第十九电阻 R18、第二十电阻 R21、第二十一电阻 R22、供电电源、第五二极管 D5以及第六运算放大器 U6，其中：第十六电阻 R17 的一端与电平调整电路的输入端连接，第十六电阻 R17 的另一端与第十七电阻 R20的一端、第十八电阻 R19的一端以及第六运算放大器 U6的正极输入端连接，第十七电阻 R20的另一端与供电电源连接，第十八电阻 R19的另一端接地，第六运算放大器 U6的负极输入端与第十九电阻 R18的一端以及第二十电阻 R21的一端连接，第十九电阻 R18的另一端接地，第二十电阻 R21 的另一端与第六运算放大器 U6的输出端以及第二十一电阻 R22的一端连接，第二十一电阻 R22的另一端与第五二极管 D5的负极以及电平调整电路的输出端连接。

浮地电路 326，分别与导联电路 310以及第一放大电路 322连接，用于根据第一放大电路 322的电压参考点的参考电压，向导联电路 310提供浮地电压。需要说明的是，由于肌电信号是一个很微弱的差分信号，如果将导联电路直接接地，肌电信号将受到其他电路接地端的干扰，因此，将浮地电路与第一放大电路的电压参考点连接，向导联电路 310输出浮地电压，可以隔离来自直流接地的干扰，提高输出肌电电压的稳定性。如图 6所示，浮地电路包括第四运算放大器 U4、第五电阻 R6、第五运算放大器 U5、第六电阻 R7、第三电容 C9、第七电阻 R10，其中：

信号釆样电路 330，与至少一路信号调整电路 320连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号。

具体的，信号釆样电路 330 可以为单片机，上述至少一路信号调整电路 320分别与单片机上的多个釆样通道连接。单片机可以根据预先设定的釆样频率，通过内部的切换开关分时选定每个釆样通道，分别对各路信号调整电路输出的肌电电压进行循环釆样，从而得到至少一路肌电数据信号。

当移动终端 340与信号釆样电路 330连接时，信号釆样电路 330将釆样处理得到的肌电数据信号输出到所述移动终端 340，以使移动终端 340对肌电数据信号进行运算分析处理并显示运算分析处理得到的分析结果。移动终端 340 还可以将肌电数据信号或者分析结果上传到网络云存储平台从而实现信息共享。与使用计算机相比，使用移动终端运算分析处理肌电釆集装置釆集得到的肌电数据信号，有利于用户方便携带进而处理分析肌电信号更加便捷。

在本发明实施例中，首先通过导联电路的电极片获取肌体表面的肌电信号，并将肌电信号输出到信号调整电路；然后信号调整电路将肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到信号釆样电路，最后信号釆样电路对肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号，从而通过该装置釆集到肌电数据信号，并且可以将釆集到的肌电数据信号输出到与该装置建立连接的移动终端。如图 10所示，本发明实施例还提供了一种肌电信号釆集系统，包括肌电信号釆集装置 1001和移动终端 1002，其中：

肌电信号釆集装置 1001包括信号釆样电路、至少一组导联电路以及与所述至少一组导联电路对应的至少一路信号调整电路，所述导联电路包括电极片，其中：所述至少一组导联电路，用于通过电极片获取肌体表面的肌电信号，并将所述肌电信号输出到所述信号调整电路；所述至少一路信号调整电路，与所述至少一组导联电路对应连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路；所述信号釆样电路，与所述至少一路信号调整电路连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号。

移动终端 1002，用于获取所述信号釆样电路对所述肌电电压进行釆样处理得到的肌电数据信号，对所述肌电数据信号进行运算分析处理，并显示运算分析处理得到的分析结果。

需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某一些步骤可以釆用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory ， ROM ), 随机存取器 ( Random Access Memory, RAM ), 磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的内容下载方法及相关设备、系统进行了详细施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求

1、一种肌电信号釆集装置，其特征在于，所述装置包括信号釆样电路、至少一组导联电路以及与所述至少一组导联电路对应的至少一路信号调整电路，所述导联电路包括电极片，其中：

所述至少一路信号调整电路，与所述至少一组导联电路对应连接，用于将所述肌电信号经调整处理后得到的肌电电压输出到所述信号釆样电路；

所述信号釆样电路，与所述至少一路信号调整电路连接，用于对所述肌电电压进行釆样处理得到肌电数据信号；

2、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述装置包括接口转换电路，所述接口转换电路包括 UART接口和 USB接口，所述 UART接口与所述信号釆样电路连接，所述 USB接口与所述移动终端连接，所述接口转换电路用于根据所述 UART接口接收到的所述信号釆样电路输出的所述肌电数据信号，通过所述 USB接口将所述肌电数据信号输出到所述移动终端。

3、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路包括电压跟随电路，所述电压跟随电路用于对所述肌电信号进行緩冲处理。

4、如权利要求 3所述装置，其特征在于，所述导联电路包括一个正极电极片和一个负极电极片，所述电压跟随电路包括正极输入端和负极输入端，所述正极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，所述负极输入端用于接收所述正极电极片获取到的所述肌电信号，所述电压跟随电路用于分别对所述正极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理和对所述负极输入端接收到的所述肌电信号进行緩冲处理。

5、如权利要求 3或 4所述的装置，其特征在于，所述电压跟随电路包括第一电阻、第一二极管、第二二极管、第一运算放大器、第二电阻、第三二极管、第四二极管、第二运算放大器，其中：

所述第一电阻的一端与所述电压跟随电路的所述正极输入端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一二极管的负极、所述第二二极管的正极以及所述第一运算放大器的正极输入端连接，所述第一运算放大器的负极输入端分别与所述第一二极管的正极、所述第二二极管的负极以及所述第一运算放大器的输出端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述电压跟随电路的正极输出端连接；

所述第二电阻的一端与所述电压跟随电路的所述负极输入端连接，所述第二电阻的另一端分别与所述第三二极管的负极、所述第四二极管的正极以及所述第二运算放大器的正极输入端连接，所述第二运算放大器的负极输入端分别与所述第三二极管的正极、所述第四二极管的负极以及所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述电压跟随电路的负极输出端连接。

6、如权利要求 5所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路包括第一放大电路，所述第一放大电路用于对所述肌电信号进行第一级放大处理。

7、如权利要求 6所述的装置，其特征在于，所述第一放大电路包括第三电组、第四电阻、第三运算放大器，第一电容以及第二电容，其中：

8、如权利要求 6或 7所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路还包括浮地电路，所述浮地电路分别与所述导联电路以及所述第一放大电路连接，用于根据所述第一放大电路的电压参考点的参考电压，向所述导联电路提供浮地电压。

9、如权利要求 8所述的装置，其特征在于，所述导联电路包括一个参考电极片，所述浮地电路包括第四运算放大器、第五电阻、第五运算放大器、第六电阻、第三电容、第七电阻，其中：

所述第四运算放大器的正极输入端与所述第三电阻的另一端连接，所述第四运算放大器的负极输入端分别与所述第四运算放大器的输出端以及所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第五运算放大器的负极输入端、所述第六电阻的一端以及所述第三电容的一端连接，所述第五运算放大器的输出端分别与所述第六电阻的另一端、所述第三电容的另一端以及所述第七电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端与所述参考电极片连接。

10、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路包括滤波电路，所述滤波电路用于对肌电信号进行滤波处理。

11、如权利要求 10所述的装置，其特征在于，所述滤波电路包括第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻以及滤波芯片，所述滤波芯片包括第一电压输入端、第二电压输入端、辅助运放正向输入端、辅助运放反向输入端、低通输出端、带通输出端、高通输出端、第一频率调节端、第二频率调节端、辅助运放输出端以及接地端，其中：

12、如权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路包括电平调整电路，所述电平调整电路用于对肌电信号进行电平调整处理。

13、如权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述电平调整电路包括第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、供电电源、第五二极管以及第六运算放大器，其中：

14、如权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述信号调整电路包括电压跟随电路、第一放大电路、滤波电路、第二放大电路、电平调整电路以及浮地电路，其中：

所述电压跟随电路，与所述导联电路连接，用于对所述肌电信号进行緩冲处理，并将经緩冲处理过的肌电信号输出到所述第一放大电路；所述第一放大电路，与所述电压跟随电路连接、用于对所述经緩冲处理过的肌电信号进行第一级放大处理，并将经第一级放大处理过的肌电信号输出到所述滤波电路；

15、如权利要求 14所述的装置，其特征在于，所述第二放大电路包括第二十二电阻、第二十三电阻以及第七运算放大器，其中：

16、如权利要求 1或 14所述的装置，其特征在于，所述装置包括供电电路，所述供电电路分别与所述信号调整电路以及所述信号釆样电路连接，用于对所述信号调整电路以及所述信号釆样电路进行供电。置和移动终端，其中：