肌电信号采集装置及其制作方法、外骨骼设备与流程

本申请涉及可穿戴设备，尤其涉及一种肌电信号采集装置及其制作方法、外骨骼设备。

背景技术：

1、传统肌电信号的采集主要依托电极贴片进行数据采集，根据是否利用水凝胶传导肌电信号，分为干电极贴片和湿电极贴片。表面肌电信号采集设备通常采用硬性湿电极，这种传统装置存在粘附性差、导电性能不稳定、易受湿度影响等问题，使得用户在使用外骨骼设备时体验不佳，此外，硬性湿电极的形状、尺寸和必要分布限制了其在某些部位的应用，降低了可穿戴设备的适应性且长时间佩戴时容易导致电极脱落或信号失真。

2、总而言之，传统的表面肌电信号采集设备存在一系列挑战，包括电极固定不稳定、使用不舒适、设备重量大、可穿戴性差等问题，这限制了其在外骨骼系统中的广泛应用。另一方面高精度肌电信号仪虽然具备准确度高、速度快、精度高等特点，但是通常体积庞大，需要将肌电信号传感器小型化、智能化。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请的第一个目的在于提出一种肌电信号采集装置，以提高了肌电信号采集装置的舒适性、准确性和便携性。

3、本申请的第二个目的在于提出一种肌电信号采集装置的制作方法。

4、本申请的第三个目的在于提出一种外骨骼设备。

5、为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种肌电信号采集装置，包括：

6、可穿戴柔性电极，所述可穿戴柔性电极包括层叠设置的可穿戴纤维结构层、电极层和封装层，所述电极层位于所述可穿戴纤维结构层和所述封装层之间；所述可穿戴纤维结构层包括层叠设置的导电基层、柔性绝缘底层和固定结构；所述导电基层与所述电极层相邻；

7、嵌入式控制器，所述嵌入式控制器包括信号处理电路，所述信号处理电路与所述电极层连接，所述嵌入式控制器设置于所述柔性绝缘底层。

8、在一些实现方式中，所述可穿戴纤维结构层为梯形结构、矩形结构、椭圆形和菱形结构中的一种。

9、在一些实现方式中，所述导电基层为银纤维层。

10、在一些实现方式中，所述电极层包括多个电极贴片，所述电极贴片的导电线连接所述信号处理电路。

11、在一些实现方式中，所述封装层的材质为聚苯乙烯磺酸酯，所述聚苯乙烯磺酸酯通过喷涂在所述电极层上形成封装结构。

12、在一些实现方式中，所述信号处理电路包括依次连接的运算放大器、带通滤波器和端点检测电路。

13、在一些实现方式中，所述固定结构为弹性束带、魔术贴、绳索、纽扣和磁铁中的一种。

14、在一些实现方式中，所述银纤维层为通过将银浸染至纯棉基层得到的。

15、为达上述目的，本申请第二方面实施例提出了一种肌电信号采集装置的制作方法，包括：

16、将银浸染至纯棉基层，得到银纤维纺织品；并裁剪所述银纤维纺织品，得到导电基层；

17、将所述导电基层与柔性绝缘底层粘合在一起；

18、在所述柔性绝缘底层的另一侧固定用于将所述采集装置固定于人体的固定结构；

19、在所述导电基层的另一侧加装电极贴片；

20、在所述电极贴片上喷涂封装层，得到可穿戴柔性电极；

21、根据外骨骼设备的形状，制作嵌入式控制器，并通过导线线连接所述嵌入式控制器与所述电极贴片。

22、为达上述目的，本申请第三方面实施例提出了一种外骨骼设备，包括第一方面所述的肌电信号采集装置。

23、本申请提供的肌电信号采集装置及其制作方法、外骨骼设备，采用可穿戴式的柔性电极进行肌电信号的采集，为用户提供了更加舒适、灵活的穿戴体验。进一步的，该可穿戴柔性电极采用银纤维作为导电材料，具有良好的导电性和柔韧性，可以更好地贴合人体表面，降低外界电磁干扰，提高信号采集的准确性。同时嵌入式控制器的轻巧便捷性使得整个装置更为紧凑和易于携带。这种装置的成本较低，更易于大规模生产。该肌电信号采集装置可搭载至外骨骼设备上，实时准确采集人体表面肌电信号，为外骨骼设备的商业应用提供了更为可行的解决方案。

24、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种肌电信号采集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可穿戴纤维结构层为梯形结构、矩形结构、椭圆形和菱形结构中的一种。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电基层为银纤维层。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极层包括多个电极贴片，所述电极贴片的导电线连接所述信号处理电路。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述封装层的材质为聚苯乙烯磺酸酯，所述聚苯乙烯磺酸酯通过喷涂在所述电极层上形成封装结构。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号处理电路包括依次连接的运算放大器、带通滤波器和端点检测电路。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述固定结构为弹性束带、魔术贴、绳索、纽扣和磁铁中的一种。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述银纤维层为通过将银浸染至纯棉基层得到的。

9.一种肌电信号采集装置的制作方法，其特征在于，包括：

10.一种外骨骼设备，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的肌电信号采集装置。

技术总结
本申请提出一种肌电信号采集装置及其制作方法、外骨骼设备，其中，肌电信号采集装置，包括：可穿戴柔性电极，可穿戴柔性电极包括层叠设置的可穿戴纤维结构层、电极层和封装层，电极层位于可穿戴纤维结构层和封装层之间；可穿戴纤维结构层包括层叠设置的导电基层、柔性绝缘底层和固定结构；导电基层与电极层相邻；嵌入式控制器，嵌入式控制器包括信号处理电路，信号处理电路与电极层连接。提高了肌电信号采集装置的舒适性、准确性和便携性。

技术研发人员：刘英杰,卢昌甲,齐庆杰,陈昌兵,仙文豪,李丹,许欣
受保护的技术使用者：煤炭科学研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19