[发明专利]一种连续动态测量关节活动角度的电路及其方法

说明书

本发明公开了一种连续动态测量关节活动角度的电路，包括蓝牙WIFI主控模块，九轴惯性传感器模块、稳压电路模块和电源输入模块，所述蓝牙WIFI主控模块通过I²C总线和九轴惯性传感器模块通信连接；所述稳压电路模块和所述电源输入模块相连接，且稳压电路模块输出分别与蓝牙WIFI主控模块、低速高精度磁力计、高速度低精度磁力计的电源相连；所述九轴惯性传感器模块包括传感器芯片、低速高精度磁力计和高速度低精度磁力计；所述蓝牙WIFI主控模块包括主控芯片。该连续动态测量关节活动角度的电路，便于将两个测量关节复合运动角度的电路绑在关节两侧的肢体上，从而通过九轴惯性传感器对不同的设备进行采集信息。

技术领域

本发明涉及关节设备信息采集技术领域，具体为一种连续动态测量关节活动角度的电路及其方法。

背景技术

现有技术中测量角度的方法都是使用一个传感器在单一的肢体上测量的角度，得到的角度是相对于绝对水平、垂直另一肢体的角度这就需要在测量关节活动角度的时候需要把另一个肢体放在绝对位置上，这样有一定的局限性，当关节的动作是复合性的运动比如关节两边连接的肢体同时运动，这种情况下在现有技术中存在缺陷，无法进行测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种连续动态测量关节活动角度的电路及其方法，以解决上述背景技术中提出不便对复合性的运动进行信息采集的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种连续动态测量关节活动角度的电路，包括蓝牙WIFI主控模块，九轴惯性传感器模块、稳压电路模块和电源输入模块：

所述蓝牙WIFI主控模块通过I² C总线和九轴惯性传感器模块通信连接，且蓝牙WIFI主控模块用于获取九轴惯性传感器模块的角速度、加速度和磁力数据；

所述稳压电路模块和所述电源输入模块相连接，且稳压电路模块输出分别与蓝牙WIFI主控模块、低速高精度磁力计、高速度低精度磁力计的电源相连，稳压电路模块用于提供稳定电压；

所述九轴惯性传感器模块包括传感器芯片、低速高精度磁力计和高速度低精度磁力计；

所述蓝牙WIFI主控模块包括主控芯片，且主控芯片为Wi-Fi和蓝牙双模的单芯片。

优选的，所述电源输入模块包括磁珠和电压输入接口，且电压输入接口选择microUSB。

优选的，所述主控芯片和传感器芯片通信连接，且主控芯片的型号采用ESP32，所述传感器芯片的型号采用MPU9250。

优选的，所述电源输入模块的输出端与稳压电路模块的输入端相互连接，且稳压电路模块包括稳压芯片，稳压芯片的型号是TLV7113333D；

电源输入模块与外界的供电源相互连接，电源输入模块的电压输入稳压芯片的P1口，且稳压芯片设置有插槽，并且插槽选择micro USB。

优选的，所述稳压芯片的引脚1与电源输入模块的引脚1相连接，且稳压芯片的输出端与磁珠的输入端相互连接，所述磁珠的输出端分别与主控芯片、低速高精度磁力计和高速度低精度磁力计相互连接。

稳压芯片的P1口micro USB和外部供电源的5v USB相连后，电源输入模块的引脚1和稳压芯片的引脚1相连，经过稳压芯片稳压后，电源通过引脚5输出3.3V电压，3.3V电压经过磁珠后提供给主控、九轴惯性传感器模块模块，使电路开始工作

一种连续动态测量关节活动角度的方法，所述方法包括以下：

步骤S1，将两个测量关节复合运动角度的电路绑在关节两侧的肢体上，然后将采集到的角速度、加速度和磁力数据代入madgwick算法中，求得四元数q1(w1,x1,y1,z1)和q2(w2,x2,y2,z2)。