一种肌肉电刺激电路

本技术涉及运动康复，具体涉及一种肌肉电刺激电路。

背景技术：

1、肌肉电刺激是一种广泛使用于临床运动康复技术，利用不同频率、强度或者脉冲宽度的电流刺激特定肌肉使其伸展或收缩，从而达到一定的恢复功能，其适用范围包括：缓解疼痛，辅助运动，以及行为矫正。然而，目前市场面上的肌肉电刺激装置只能按照本机固有程序指令进行设置，只能应用于固定部位的训练，从而限制了使用范围。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种肌肉电刺激电路，通过wifi蓝牙单元接收外部指令、mcu单元将外部指令转换为电流控制信号输出至电极片，从而能够应用于不同部位的康复训练，解决了现有技术只能应用于固定部位训练的局限性。

2、为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种肌肉电刺激电路，包括：mcu单元(01)、wifi蓝牙单元(02)、dac单元(03)、运算放大单元(04)、电刺激控制单元(05)、电流检测单元(06)、光耦隔离单元(07)、电源单元(08)、充电单元(09)，其中：

3、wifi蓝牙单元(02)用于与外部设备进行通讯以接收外部指令；

4、mcu单元(01)用于将wifi蓝牙单元(02)传送的所述外部指令生成电流控制数字信号，

5、dac单元(03)用于将所述电流控制数字信号转换为电流控制模拟信号并传送至运算放大单元(04)，

6、运算放大单元(04)用于将所述电流控制模拟信号放大后传送至电刺激控制单元(05)，

7、电刺激控制单元(05)将接收到的所述电流控制模拟信号转换为设定范围的电流、脉冲宽度和频率可调的电刺激通过光耦隔离单元(07)输出至电极片(001)，

8、光耦隔离单元(07)用于控制电极片(001)的打开及完全关闭以提升安全性，

9、电流检测单元(06)用于检测电极片(001)的输出电流并将电流检测结果传送至mcu单元(01)，如果所述电流检测结果大于设定值，mcu单元(01)向电刺激控制单元(05)发送电流关闭指令以关闭电极片(001)的电流输出，

10、电源单元(08)用于向mcu单元(01)提供工作电源，

11、充电单元(09)用于为电源单元(08)提供充电电源；

12、mcu单元(01)分别与wifi蓝牙单元(02)、dac单元(03)、电流检测单元(06)、电刺激控制单元(05)、电源单元(08)电性相连，dac单元(03)还与运算放大单元(04)电性相连，电刺激控制单元(05)还分别与运算放大单元(04)和光耦隔离单元(07)电性相连，电源单元(08)还与充电单元(09)电性相连；电极片(001)通过导线分别与光耦隔离单元(07)和电流检测单元(06)连接。

13、进一步地，mcu单元(01)包括微控制器u2、晶振y1、电容c31、电容c32、电容c110、电容c111、电容c37、稳压二极管d4、电阻r9、电阻r13、电阻r15、电阻r34、电阻r198、电阻r161、发光二极管d5；微控制器u2的型号为stm32f765vgt6，用于与wifi蓝牙单元(02)进行通信、接收wifi蓝牙单元(02)传送的所述外部指令、生成所述电流控制数字信号、接收电流检测单元(06)传送的所述电流检测结果，以及向电刺激控制单元(05)发送所述电流关闭指令；晶振y1用于为微控制器u2提供时钟信号；

14、微控制器u2的引脚12分别连接晶振y1的引脚1和电容c111的一端，晶振y1的引脚2连接电容c111的另一端后接地，微控制器u2的引脚13分别连接晶振y1的引脚3和电容c110的一端，电容c110的另一端接地，晶振y1的引脚4接地；

15、微控制器u2的引脚65经过稳压二极管d4的负极分别连接电阻r9的一端和电阻r13的一端，电阻r9的另一端连接电池正极，稳压二极管d4的正极和电阻r13的另一端相连后接地；微控制器u2的引脚94经过电阻r15接地；微控制器u2的引脚14经过电阻r34分别连接电容c37的一端和电阻r198的一端，电容c37的另一端接地，电阻r198的另一端接电路电压3.3v；微控制器u2的引脚5经过电阻r61连接发光二极管d5的正极，发光二极管d5的负极接地，微控制器u2的引脚11、引脚27、引脚50、引脚75、引脚100相连后接电路电压3.3v，微控制器u2的引脚21、引脚20、引脚6相连后接模拟电压；

16、微控制器u2的引脚52经过电阻r55连接蓝牙数据接收端bt_rx，以接收wifi蓝牙单元(02)传送的数据；微控制器u2的引脚83经过电阻r18连接蓝牙数据发送端bt_tx，以向wifi蓝牙单元(02)传送数据；

17、微控制器u2的引脚51经过电阻r54连接数模转换片选端口dac_cs、引脚16经过电阻r57连接数模转换数据传输接口dac_mosi、引脚46经过电阻r53连接数模转换时钟端口dac_sck，以向dac单元(03)传送所述电流控制数字信号；

18、微控制器u2的引脚39经过电阻r29连接电流关闭指令输出端ch12_hb_a，微控制器u2的引脚38经过电阻r28连接电流关闭指令输出端ch12_hb_b，以向电刺激控制单元(05)传送所述电流关闭指令；

19、微控制器u2的引脚22经过电阻r37连接检测电流输入端iload_ch12，以接收电流检测单元(06)传送的所述电流检测结果；

20、微控制器u2的引脚1经过电阻r26连接电源使能端hv_en。

21、进一步地，wifi蓝牙单元(02)包括wi-fi蓝牙模组u3、电容c33、电容c34、电容c35、电阻r35、电阻r60；wi-fi蓝牙模组u3的引脚1接地，wi-fi蓝牙模组u3的引脚3分别连接电容c35的一端和电阻r35的一端，电容c35的另一端接地，电阻r35的另一端接电路电压3.3v，wi-fi蓝牙模组u3的引脚2经过电容c34的一端和电容c33的一端后连接电路电压3.3v，电容c33的另一端和电容c34的另一端相连后接地，wi-fi蓝牙模组u3的引脚15接地，wi-fi蓝牙模组u3的引脚23经过电阻r60接电路电压3.3v，wi-fi蓝牙模组u3的引脚38、引脚39、引脚40、引脚41、引脚42、引脚43、引脚44、引脚45、引脚46、引脚47相连后接地；

22、wi-fi蓝牙模组u3的引脚25经过电阻r36连接上电端口boot_esp，wi-fi蓝牙模组u3的引脚34为与外部设备通信的数据接收端rxd，wi-fi蓝牙模组u3的引脚35为与外部设备通信的数据发送端txd，wi-fi蓝牙模组u3的引脚27为所述蓝牙数据接收端bt_rx，wi-fi蓝牙模组u3的引脚28为所述蓝牙数据发送端bt_tx。

23、进一步地，dac单元(03)包括数模转换器u4、电容c42、电容c43、电容c44、电容c45、电阻r66、电阻r69、电阻r70、电阻r71；数模转换器u4用于将微控制器u2传送的所述电流控制数字信号转换为所述电流控制模拟信号；

24、数模转换器u4的引脚13、引脚15、引脚7相连后接地，数模转换器u4的引脚2依次经过电容c45的一端、电容c44的一端、电容c43的一端、电容c42的一端后接电路电压3.3v，电容c45的一端还连接数模转换器u4的引脚1，电容c42的一端还连接数模转换器u4的引脚4，电容c45的另一端、电容c44的另一端、电容c43的另一端、电容c42的另一端分别接地，数模转换器u4的引脚4还与引脚12相连；

25、数模转换器u4的引脚9为所述数模转换片选端口dac_cs、引脚8为所述数据传输接口dac_mosi、引脚10为所述数模转换时钟端口dac_sck；

26、数模转换器u4的引脚3经过电阻r66连接数模输出端口dac_ch12、引脚14经过电阻r69连接数模输出端口dac_ch34、引脚11经过电阻r70连接数模输出端口dac_ch56、引脚6经过电阻r70连接数模输出端口dac_ch78。

27、进一步地，运算放大单元(04)包括运算放大器ic10、三极管q11、三极管q12、三极管q13、三极管q14、极性电容c52、电容c53、电容c54、电容c57、电阻r90、电阻r91、电阻r96、电阻r99、电阻r100、电阻r101、电阻r103；

28、运算放大器ic10的引脚1连接电阻r96的一端，运算放大器ic10的引脚2接地，运算放大器ic10的引脚3连接所述数模输出端口dac_ch12，运算放大器ic10的引脚4分别连接电阻r99的一端和电阻r100的一端，运算放大器ic10的引脚5分别连接电路电压5v和电容c57的一端，电容c57的另一端接地，电阻r100的另一端接地，电阻r96的另一端连接三极管q14的基极，三极管q14的发射极分别连接电阻r99的另一端和电阻r101的一端，电阻r101的另一端与电容c62的一端以及电阻r103的一端相连后接地，三极管q14的集电极分别连接三极管q11的集电极、电容c62的另一端以及三极管q13的基极，电阻r103分别连接运算放大输出端ic_hv_12和三极管q13的集电极，三极管q13的发射极分别连接三极管q12的集电极、三极管q11的基极与三极管q12的基极的连接点，三极管q11的发射极连接电阻r90的一端，三极管q12的发射极连接电阻r91的一端，电阻r91的另一端、电阻r90的另一端、电容c54的一端、电容c53的一端以及极性电容c52的正极相连，极性电容c52的负极、电容c53的另一端以及电容c54的另一端相连后接地。

29、进一步地，电刺激控制单元(05)包括mos管q10、隔离式栅极驱动器ic8、二极管d11、二极管d12、二极管d15、电容c59、电容c60、电容c56；mos管q10的引脚7和引脚8相连后接所述运算放大输出端ic_hv_12，mos管q10的引脚6和引脚5相连后接光耦隔离输出端a1，mos管q10的引脚1和隔离式栅极驱动器ic8的引脚6相连，mos管q10的引脚2分别连接二极管d15的正极和电阻r93的一端，电阻r93的另一端和二极管d15的负极相连后接隔离式栅极驱动器ic8的引脚7相连，mos管q10的引脚4分别连接二极管d12的正极和电阻r95的一端，电阻r95的另一端和二极管d12的负极相连后接隔离式栅极驱动器ic8的引脚5相连，隔离式栅极驱动器ic8的引脚8分别连接二极管d11的负极和电容c59的一端，电容c59的另一端连接电容c60的一端，电容c60的另一端接地，二极管d11的正极连接电阻r98的一端，电阻r98的另一端分别连接隔离式栅极驱动器ic8的引脚3、电容c56的一端、电路电压12v，隔离式栅极驱动器ic8的引脚4连接电容c56的另一端后接地，隔离式栅极驱动器ic8的引脚2连接所述电流关闭指令输出端ch12_hb_a，隔离式栅极驱动器ic8的引脚1连接所述电流关闭指令输出端ch12_hb_b。

30、进一步地，光耦隔离单元(07)包括光耦芯片rl1、功率场效应管q17、电阻r104、电阻r106、电阻r108；功率场效应管q17的引脚2与电阻r108的一端相连后接地，功率场效应管q17的引脚1连接电阻r106的一端，电阻r106的另一端与电阻r108的另一端相连后接所述光耦隔离输出端a1，功率场效应管q17的引脚3分别连接光耦芯片rl1的引脚1和电阻r104的一端，电阻r104的另一端与光耦芯片rl1的引脚2相连后接电路电压3.3v，光耦芯片rl1的引脚3通过导线连接电极片(001)的信号输入端。

31、进一步地，电流检测单元(06)包括电流检测放大器ic11、双稳压二极管d16、双稳压二极管d17、电容c65、电阻r105、电阻r107；电流检测放大器ic11的引脚1连接所述检测电流输入端iload_ch12，电流检测放大器ic11的引脚2与双稳压二极管d16的一端、双稳压二极管d17的一端以及电阻r105的一端相连后接地，电流检测放大器ic11的引脚3分别连接双稳压二极管d16的另一端和电阻r107的一端，电阻r107的另一端经过导线连接电极片(001)的电流输出端，电流检测放大器ic11的引脚4分别连接双稳压二极管d17的另一端和电阻r105的另一端，电流检测放大器ic11的引脚5接地，电流检测放大器ic11的引脚6分别连接电路电压3.3v和电容c65的一端，电容c65的另一端接地。

32、进一步地，电源单元(08)包括直流-直流转换器u8、电感器l1、二极管d1、电容c12、电容c14、电容c15、电容c16、电阻r8、电阻r182、电阻r190；直流-直流转换器u8的引脚2接地，直流-直流转换器u8的引脚4经过电阻r8连接所述电源使能端hv_en，直流-直流转换器u8的引脚5分别连接电感器l1的一端、电路电压v12的一端、电容c15的一端，电容c15的另一端接地，直流-直流转换器u8的引脚1分别连接电感器l1的另一端和二极管d1的正极，直流-直流转换器u8的引脚3经过电阻r182的一端和电阻r190的一端的连接点后连接电容c16的一端，二极管d1的负极依次经过电阻r182的另一端、电容c16的另一端、电容c14的一端以及电容c12的一端后连接电池电压正极，电阻r190的另一端、电容c14的另一端、电容c12的另一端分别接地。

33、进一步地，充电单元(09)包括线性锂离子电池充电芯片u7、发光二极管led2、发光二极管led3、功率场效应管q3、电容c20、电容c21、电阻r7、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电阻r181；线性锂离子电池充电芯片u7的引脚1接地，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚2经过电阻r10与线性锂离子电池充电芯片u7的引脚3相连后接地，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚4分别连接电容c20的一端和功率场效应管q3的引脚2，功率场效应管q3的引脚1经过电阻r181接电路电压12v，功率场效应管q3的引脚3接电路电压5v，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚9接地，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚5分别连接电池工作模式专用引脚vbat和电容c21的一端，电容c21的另一端接地，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚6经过电阻r12连接发光二极管led2的负极，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚7经过电阻r11连接发光二极管led3的负极，线性锂离子电池充电芯片u7的引脚8经过电阻r7后与发光二极管led2的正极和发光二极管led3的正极相连后接usb电源5v。

34、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供的一种肌肉电刺激电路，主要包括mcu单元、wifi蓝牙单元、dac单元、运算放大单元、电刺激控制单元，wifi蓝牙单元与外部设备进行通讯以接收外部指令，mcu单元将wifi蓝牙单元传送的外部指令生成电流控制数字信号，dac单元将电流控制数字信号转换为电流控制模拟信号并传送至运算放大单元，运算放大单元将电流控制模拟信号放大后传送至电刺激控制单元，电刺激控制单元将接收到的电流控制模拟信号转换为设定范围的电流、脉冲宽度和频率可调的电刺激通过光耦隔离单元输出至电极片；本实用新型通过wifi蓝牙单元接收外部指令、mcu单元将外部指令转换为电流控制信号输出至电极片，从而能够应用于不同部位的康复训练，包括手臂、手腕、手指、大腿、小腿的肌肉，解决了现有技术只能应用于固定部位训练的局限性。