[实用新型]一种关节角度测量系统

说明书

本实用新型属于传感器技术领域，提供了一种关节角度测量系统，使用微姿态传感器的关节角度测量装置及。将姿态传感器通过粘贴或者绑带的方式固定在活动关节两端的肢体上，姿态传感器测量的肢体运动姿态结果通过特定的数学关系转化为关节的运动角度。其目的在于提供一种低成本，更灵活，无场地要求限制的测量方式，提高现有技术测量的精度，提升用户体验。解决了现有技术中精度不佳且设备昂贵的问题。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，更具体地，涉及一种关节角度测量系统。

背景技术

人体活动关节运动过程中的角度变化是服装设计和个体防护装备、人机界面设计和人体建模与仿真的重要依据，是关节活动范围研究、运动研究、人体工程学等研究的基础。

传统的关节角度测量主要是目测和量角规测量。目测法的误差较大，仅适用于粗略的定性测量。量角规通常含有专门设计的机械结构，主要包含两个支脚和一个带刻度的表盘，两个支脚之间张开的角度可以在表盘上读出。当测量关节活动角度时通过两个支脚与关节两端的肢体对齐，直接读取刻度表盘上的角度值。这种测量仅针对人体静态情况下的关节活动角度测量，测量方式固定，难以避免人工读数误差，一次只能测量单个部位，不满足个性化的测量需求。

另一种技术方案是通过在人体上粘贴光学标记点，采用光学设备记录标记点的空间运动，通过图像分析得到人体关节的运动角度。光学式关节角度测量装置工作方式复杂、价格昂贵，受光线条件和遮挡条件影响大，并且有特定的场地要求。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型实施例提供了一种关节角度测量系统，通过固定在关节两端的多个微姿态传感器的检测，测量出的关节角度其精度更高，测量更灵活，解决了现有技术中精度不佳且设备昂贵的问题。

本实用新型设计的关节角度测量操作简单，穿戴方便，可实现连续的活动关节的活动角度测量。例如本实用新型的一个典型应用，目前医生在进行关节诊断和康复判断时采用的关节角度测量主要是量角规测量，需要专门的医务人员协助佩戴并记录测量结果，然后交给主治医生作为临床判断。本实用新型可以大大降低医务人员的工作量，工作人员只需使用本系统，按照提示操作完成系统的初始校准后进行数据记录即可，无需人工读数，且能实现连续测量。另一方面，用户通过学习使用手册和视频快速掌握其使用，使得患者在家中就可实现关节活动角度测量，可以采集不同时段的关节活动角度或者一段连续时间的关节活动角度。系统配套软件内集成各个关节正常的运动范围帮助用户初步评估关节活动情况，患者也可以在看病时将测量结果给医生诊断或者将来实现远程就医。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种关节角度测量的系统，包括。

包括多个微姿态传感器及微姿态处理器，所述多个微姿态传感器固定在关节两端，所述多个微姿态传感器与所述微姿态处理器之间建立数据链路，其中，

所述微姿态传感器至少集成有一个三轴微机电系统MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计和MEMS磁力计；所述三轴MEMS陀螺仪用于测量肘部运动的角速度，三轴MEMS加速度计用于测量肘部运动的加速度，MEMS磁力计用于测量肘部运动时不同方位下的地磁场大小，所述微姿态传感处理器用于根据各微姿态传感器的采集数据计算出所述关节运动的角度。

在本实用新型的一个实施例中，所述系统还包括终端设备，则设置所述微姿态处理器的PCB板上还设置有收发器，所述收发器用于与所述终端设备建立数据链路。

在本实用新型的一个实施例中，所述终端设备为手机、平板或者个人电脑。

在本实用新型的一个实施例中，所述收发器具体为蓝牙传输模块或者WIFI传输模块。

在本实用新型的一个实施例中，所述多个微姿态传感器与所述微姿态处理器之间通过明线的方式连接，或者所述多个微姿态传感器与所述微姿态处理器之间通过无线收发器建立数据链路。