專利名稱：具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種人體的假肢，更具體地說，它涉及一種具有感知冷熱和觸 滑覺的智能假肢系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
對傷殘人士來說，老式假肢在很大程度上只是一種擺設，不能傳遞任何感 覺信號。而智能假肢是通過信號對手臂殘端不同區(qū)域的刺激，通過正常的神經(jīng) 通道將冷熱感和觸滑覺反饋給大腦，傷殘者能感覺到來自手腕、手掌和手背的 不同感覺，享受到久違的冷熱和觸滑感覺。對傷殘人士康復治療..曰常生活有 很重要的意義。
對于智能假肢系統(tǒng)的研究，目前國內(nèi)外都取得了顯著成就，已經(jīng)有很多人
做了這方面的工作。主要有以下幾個方面
1. 具有多個活動的關(guān)節(jié)；
2. 增加各種感覺傳感器，尤其是觸覺和滑覺傳感器實現(xiàn)對不同形狀物體的 自適應4爪耳又；
3. 使整體系統(tǒng)重量輕，體積小，簡單可靠；
4. 高度集成的驅(qū)動和控制系統(tǒng)；
5. 高性能的肌電的假肢接口系統(tǒng)。
但是還有很多不足和需要改進的方面。首先是造價昂貴， 一般傷殘人士無 力承擔；感覺不靈敏，反應不迅速；抗干擾能力不強，常常有誤動作發(fā)生，給 傷殘人士在某些場合造成很大尷尬。尤其是國內(nèi)目前具有感知冷熱的智能假肢 未見實用方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供了 一種具 有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的具有感知冷熱 和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)包括有溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分和觸滑覺信號采 集處理及信號特征辨識部分。
所述的溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分包括有型號為AD590的溫度傳感器、 信號調(diào)理電i 各、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器、型號為89S51的單片機和制冷 制熱片。
型號為AD590的溫度傳感器的輸入與輸出端和信號調(diào)理電路的輸入端電連 接，信號調(diào)理電路的輸出端與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的麗引腳電連^妻，型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器和型號為89S51的單片機之間采用查詢方式連4妄， 型號為89S51的單片機和制冷制熱片電連接。
所述的觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分包括有觸滑覺傳感器、電 荷放大電路、濾波電路、型號為89S51的單片機、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化 器和肌電電極。
觸滑覺傳感器、電荷;故大電路、濾波電路、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器 和型號為89S51的單片機依次電連接，型號為89S51的單片機的輸出端和肌,電 電極輸入端電連接。
技術(shù)方案中所述的型號為AD590的溫度傳感器的輸入與輸出端和信號調(diào)理 電路的輸入端電連接是指型號為AD590的溫度傳感器的輸出端和第一可變電 阻與2號電阻依次電連接，型號為AD590的溫度傳感器的輸出端同時和第二電 壓跟隨器的正極端電連接，第二電壓跟隨器的輸出端通過8號電祖和放大器 的正極端電連接，放大器的輸出端和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的行W引.腳電 連接，型號為AD590的溫度傳感器的輸入端和3號電阻與第二可變電阻依次電 連接，3號電阻與第二可變電阻連接點和第一電壓跟隨器的正極端電連接，第 一電壓跟隨器的輸出端通過5號電阻和放大器的負極端電連接；所述的型號為 ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器和型號為89S51的單片機之間采用查詢方式連l美是指 型號為89S51的單片機的阪引腳和P2. 7引腳經(jīng)過一級或非門后與型號為 ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的^TX^和XIE引腳電連接。型號為89S51的.單片肌的Z[—5 引腳和P2. 7引腳經(jīng)過一級或非門后與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的;元引腳 電連接。型號為89S51的單片機的XLE引腳經(jīng)分頻器與型號為ADC08()9的A/D 轉(zhuǎn)化器的CLK引腳電連接。型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的DO至D7引腳與數(shù) 據(jù)總線電連接。所述的連接型號為89S51的單片機和制冷制熱片電連沖妻是指 型號為89S51的單片才幾的Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2和Pl. 3引腳與制冷制熱片的輸入 端電連接；所述的觸滑覺傳感器和電荷放大電路電連接是指觸滑覺傳感器的 一端和型號為AD544L的運算放大器的正極端電連接并接地，觸滑覺傳感器的另 一端通過電阻和型號為AD544L的運算;^丈大器的負極端電連接；所述的電荷放大 電路和濾波電路電連接是指電荷放大電路的V02端和濾波電路的Vi端電連接； 所述的濾波電路和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器電連接是指濾波電3翱々Vo端 和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器的麗引腳電連接；所述的型號為89S51的單片 機的輸出端和肌電電極輸入端電連接是指型號為89S51的單片機的Pl,. 4和 Pl. 5引腳與肌電電極輸入端電連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是
1.本發(fā)明所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)功能基本齊全，感 應速度足夠快，體積小，價格便宜；2.本發(fā)明所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)使傷殘者重現(xiàn)能 夠感知到物體冷熱和觸摸到物體的真實的臨場感覺。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明
圖1是具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)應用在上肢的結(jié)構(gòu)原理示意 框圖2是具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的溫度信號采集、調(diào)理電3各 的電原理圖3是具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的觸、滑覺信號采集、調(diào)理 部分的結(jié)構(gòu)原理示意框圖4是具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)中單片機與A/D轉(zhuǎn)化器連接 關(guān)系和進行信號處理的電原理圖5是具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)應用在下肢的結(jié)構(gòu)原理示意 框圖6是應用在具有觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)中的電荷放大電路； 圖7是應用在具有觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)中的濾波電路； 圖中l(wèi).觸滑覺傳感器(PVDF), 2.溫度傳感器，3.肌電電極，4,.信號調(diào)理 電路，5.電荷放大電路，6.制冷制熱片，7.濾波電路，8.假肢手，9.單片才幾， 10. A/D轉(zhuǎn)化器，ll.假肢腿，12.分頻器，Rl-R26. l號電阻-26號電阻,C1-C10. l號電容-IO號電容，LM358.運算放大器，Rpl.電位器。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細的描述
參閱圖1至圖4,本發(fā)明所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能f^支系統(tǒng)， 旨在通過選取溫度傳感器、觸滑覺傳感器、單片機和優(yōu)化的信號調(diào)理電路，使 傷殘者通過假肢手指、腳趾和腳掌等部位觸及到物體，讓傷殘者在.月支體殘端重 新享受久違的感知溫度、觸摸和物體滑動的感覺。該系統(tǒng)包括溫度數(shù)提-采集與 溫度處理部分和觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分。
溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分包括有型號為AD590的溫度傳感器2 、信號 調(diào)理電路4、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10、型號為89S51的單片機9和半 導體結(jié)構(gòu)的制冷制熱片6。其中型號為AD590的溫度傳感器2為靈敏.;l極高的 溫度傳感器，型號為AD590的溫度傳感器2的輸入與輸出端(正..負極端)和 信號調(diào)理電路4的輸入端電連接，型號為AD590的溫度傳感器2的輸出信號經(jīng) 信號調(diào)理電路4即差分放大電路后輸入型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的i^5 腳。型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器IO和型號為89S51的單片機9采用查詢方式 連接。轉(zhuǎn)化后的信號經(jīng)型號為89S51的單片機9處理后實現(xiàn)對制冷制熱片(5的控制。
型號為AD590的溫度傳感器2的輸入與輸出端(正、負極端)和信號調(diào)理 電路的輸入端電連接。確切地說，型號為AD590的溫度傳感器2的輸出端(負 極端)和第一可變電阻R1與2號電阻R2依次電連接，2號電阻R2的另一端接 地；型號為AD590的溫度傳感器2的輸出端(負極端)同時和第二電壓跟隨器 U2的正極端5電連接，第二電壓跟隨器U2的輸出端7通過8號電阻同時和 第四可變電阻R9的一端與》文大器U3的正極端5電連接，第二電壓跟隨器U2的 輸出端7同時和第二電壓跟隨器U2的負極端6電連接。放大器U3的輸出端7 同時和10號電阻R10的一端、7號電阻R7的一端與型號為ADC0809的a/d轉(zhuǎn) 化器10的麗引腳電連接，10號電阻R10的另一端和第四可變電阻r9的另一 端電連4^, 7號電阻R7的另一端和第三可變電阻R6的一端電連接，第三可變 電阻R6的另一端和放大器U3的負極端6電連接。型號為AD590的溫度傳感器 2的輸入端(正極端)和3號電阻R3與第二可變電阻R4依次電連接，型號為 AD590的溫度傳感器2的輸入端(正極端)同時和7. 2 V的電源正極端連接，3 號電阻R3與第二可變電阻R4同時和第一電壓跟隨器Ul的正極端5電連接，第 一電壓跟隨器Ul的輸出端7通過5號電阻R5和放大器U3的負招L端6電連4妻。 第一電壓跟隨器Ul的輸出端7同時和第一電壓跟隨器U1的負極端6電連4^。
參閱圖2與圖4,型號為AD590的溫度傳感器2流過的電流與熱力學溫度 成正比，電流變化lmA,相當于溫度變化1K,當?shù)谝豢勺冸娮鑂l與2號電阻 R2的阻值和為IOK，理論上溫度每變化1K,電壓變化0. 01V ,但由于型號為ad590 的溫度傳感器2的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調(diào)整-。調(diào)整 的方法為把型號為AD590的溫度傳感器2放于冰水混合物中，調(diào)整第一可變 電阻Rl, 4tVO=2. 732V; 3號電阻R3和第二可變電阻R4組成的電3各中'使第二 可變電阻R4所分電壓為2. 532V，之后此電壓信號與從型號為AD590的溫度傳 感器2輸出的電壓都經(jīng)第一電壓跟隨器Ul和第二電壓跟隨器U2輸入差分放.大 電路的放大器U3的兩級，2. 532V輸入放大器U3的負極6,另一信號輸入放大 器U3的正極5;第三可變電阻R6與7號電阻R7阻值和與5號電阻R5的比值 等于第四可變電阻R9與IO號電阻RIO阻值和與8號電阻R8的比值，比值通過 調(diào)整第三可變電阻R6、第四可變電阻R9達到5.這樣差分放大電路的放大倍數(shù) 為5;差分放大電路的輸出端OUT連接(輸入)型號為ADC0809的a/d轉(zhuǎn)化器 10的麗腳。型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器IO和型號為89S51的單片機9之間 采用查詢方式連接。確切地說，型號為89S51的單片機9的尿5引腳和: 2. 7引 腳經(jīng)過一級或非門后與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的^TX^T和m衛(wèi)引腳電 連接。型號為89S51的單片機9的^引腳和P2. 7引腳經(jīng)過一級或非門后與型 號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的^引腳電連接。型號為89S51的單片機;的XEe
7引腳經(jīng)分頻器12與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的CLK引腳電連接；型號 為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的DO至D7引腳與數(shù)據(jù)總線電連接。數(shù)據(jù)總線的一 端與型號為89S51的單片機9的P0引腳連接，數(shù)據(jù)總線的另一端和型號為 74LS373的地址鎖存器相連接，型號為74LS373的地址鎖存器是保證型號為 ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器IO正常工作的自帶附件。
型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10是一種逐次逼近式8路模擬輸入和8位數(shù) 字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器，共有28引腳，其中^引腳為輸出允許端，STX^f引 腳為啟動信號輸入端，clk引腳為時鐘信號輸入端。型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化 器10與型號為89S51的單片機9采用查詢方式連接；由于ADC片內(nèi)無時鐘，使 用型號為89S51的單片機9的XH端口經(jīng)分頻后連接到型號為ADCD809的A/D 轉(zhuǎn)化器10的clk引腳；型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10具有輸出三態(tài)鎖存器， 其8位數(shù)據(jù)輸出引腳(即DO至D7引腳)直接與型號為89S51的單片機9的數(shù) 據(jù)總線相連。型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的地址譯碼引腳A、 B、(:分別與 地址鎖存器的低三位AO、 Al、 A2引腳相連；將型號為89S51的單片機9的卩2. 7 引腳作為片選信號，在啟動A/D轉(zhuǎn)化時，由型號為89S51的單片機9的寫信號 引腳麗和P2. 7引腳控制型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的地址鎖存和轉(zhuǎn)換啟 動，由于XH和^TXKT連在一起，因此型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10在鎖存 通道地址的同時，啟動并進行轉(zhuǎn)換。在讀轉(zhuǎn)換結(jié)果時，用低電平的讀信號引腳Z5 和P2. 7引腳經(jīng)一級或非門后，產(chǎn)生的正脈沖作為玩引腳信號，用以打開三態(tài) 輸出鎖存器。
型號為89S51的單片機9和制冷制熱片6電連接是指型號為89S51的單片 機9的P1.0、 Pl.l、 Pl. 2和Pl. 3引腳與制冷制熱片6的輸入端電連4妻。
其中，溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分中所使用的型號為89S51的單片機9 如果選用型號為MSC-51系列的單片機都能夠滿足技術(shù)方案的要求，半導體的制 冷制熱片6, —般的原理都是一樣的，選擇性具有普遍適用性，即制冷-制熟片6 型號很多，比如型號為TEC1-12705. 06的制冷制熱片就是其中之一。。
參閱圖3,觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分包括有觸滑覺傳感器 1、電荷放大電路5、濾波電路7、型號為89S51的單片機9、型號為/U)CG809 的A/D轉(zhuǎn)化器10和肌電電極3。
觸滑覺傳感器l、電荷放大電路5、濾波電路7、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器 IO和型號為89S51的單片機9依次電連接，型號為89S51的單片機9的輸出端 和肌電電極3輸入端電連接。其中，觸滑覺傳感器1采用有機壓電材料聚偏二 氟乙烯(PVDF)制成，型號為89S51的單片機9和型號為A謂09的A/D轉(zhuǎn)化器 10與溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分中所使用的是同一個單片機和A/D轉(zhuǎn)化器， 單片機9選用型號為MSC-51系列的單片機皆能夠滿足技術(shù)方案的^^—。觸滑覺傳感器1 (PVDF)的一端和電荷;故大電路5中的型號為AD544L的運 算放大器Al的正極端電連接并同時接地，觸滑覺傳感器1的另一端通過電阻 RB和型號為AD54札的運算放大器Al的負極端電連接。電荷放大電路5的V02 (輸出)端和濾波電路7的Vi (輸入)端電連接。濾波電路7的Vo (輸出)端 和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器10的麗引腳電連接。型號為89S51的單片機 9的Pl. 4和Pl. 5引腳和肌電電極3輸入端電連接。
參閱圖6,電荷放大電路是由兩級運算放大器組成。第一級由型號為A])544L 的低漂移、低失調(diào)運算放大器組成，型號為AD544L的運算放大器是美國AD公 司生產(chǎn)的精密低功率單片運算放大器，輸入為電荷，輸出為電壓 是一個q/V 轉(zhuǎn)換器。當有1N的力作用在PVDF壓電薄膜傳感器(觸滑覺傳感器1 )上時， 它產(chǎn)生的電壓，理"i侖值為-O. 023V，即點和型號為AD544L的運算;故大器的靈壽文度 為 -0. 023V/N=-23mV/N
電荷放大電路的頻率響應由反饋1號電容C1和反々貴11號電阻Rl]確定， 其低截止頻率為fo=l/2nRlCl=l. 6Hz 。電阻RB是型號為ADM札的運算放大 器的過載保護電阻，避免型號為AD544L的運算放大器的輸入過高而損壞。第二 級是一個由反向型號為OP07的運算放大器組成的輸出調(diào)整放大器。型號為OP07 的運算放大器為超低失調(diào)低漂移運算放大器，共模抑制比為110dB。調(diào)整電位 器Rpl可使閉環(huán)增益為-1至-2,因此，型號為OP07的運算放大器的輸出靈壽l 度為 -2* (-23mV/N) =46 mV/N
即在PVDF壓電薄膜傳感器上作用1N的力時，這部分電路能輸出46mV的電壓。
參閱圖7，低通濾波器的頻率取值為100Hz-10kHz。 RC低通濾波器的電阻、 電容的取值由計算公式f-l/(2丌RC)得出，取電阻阻值為lk，電容值為IOOCPF。 研制過程中發(fā)現(xiàn)工頻干擾現(xiàn)象很嚴重，故采用50Hz的陷波電路。因此，濾波電 路7由低通濾波器和50Hz的陷波器組成。濾波的作用是濾去信號源中的高頻雜 波和工頻干擾。陷波器的部分參數(shù)為
f=L/(2 ttRC)=50Hz 、 R15=R16=2R17 、 C4=C5=C6/2
這個陷波器是一個Q (增益值)可調(diào)的陷波濾波器，即可用電位器來調(diào)整帶寬 可調(diào)電阻來調(diào)節(jié)中心頻率。在實際應用中，被抑制的信號會稍微偏離陷波網(wǎng)絡 的零點，這時降低網(wǎng)絡的Q值是有利的。這樣保證在輸入頻率的較寬范圍內(nèi)保 持衰減。該電路的Q值變化范圍為(O. 3-50)。部分輸出信號經(jīng)第二個電壓眼隨 器反饋到R17和C6上，陷波網(wǎng)絡的Q值取決于反饋信號的總量。為了能使雙T 網(wǎng)絡受到低阻源的驅(qū)動，第二個跟隨器是必要的。這樣陷波點的頻率和深度就 不會受到電位器設定情況的影響。壓控低通有源濾波器的截止頻率fo=79. 6Hz, 放大倍數(shù)Aui^4 , Q=l/(3-Aup)=l。
具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)是裝置在傷殘者的假上肢或假下肢
9上，更具體地說，觸滑覺傳感器1和溫度傳感器2粘貼在假手指肚或假,p趾肚
上，根據(jù)需要也可以粘貼在假手掌、假腳掌或其它部位上。制冷制熱片6和觸
滑覺傳感器1粘貼傷殘者的肢體殘端有感覺的皮膚上，其他的零部件放置在假 手臂或假腿內(nèi)。
具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的工作原理
1. 具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分 直接通過溫度傳感器2采集溫度，采集的溫度信號經(jīng)差分放大及A/D轉(zhuǎn)化器10 的轉(zhuǎn)化之后再經(jīng)單片機9處理產(chǎn)生溫度控制信號，溫度控制信號輸送給制冷制 熱片6,使放置在傷殘者肢體殘端皮膚上的制冷制熱片6產(chǎn)生冷熱，使傷殘者 的肢體殘端產(chǎn)生冷熱的感覺。
2. 當具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)的裝有采用PVDF薄膜制成的 觸滑覺傳感器1的假手手指接觸到物體時，PVDF薄膜由于受接觸階躍應力的作 用，產(chǎn)生電荷信號，經(jīng)電荷放大電路5生成接觸覺信號。經(jīng)單片機9處理，在放 置在傷殘者肢體殘端皮膚上的肌電電極3上產(chǎn)生脈沖，即使傷殘者的肢體殘端 產(chǎn)生接觸物體的感覺。當物體相對于觸滑覺傳感器l表面(即PVDF材料表面) 滑動時，摩擦力變化引起觸滑覺傳感器1表層(即PVDF材料表層)的誘導微振 動，該誘導微振動使PVDF薄膜產(chǎn)生交變電荷信號，經(jīng)電荷放大電路5生成滑覺 信號。經(jīng)單片機9處理，在;^丈置在傷殘者肢體殘端內(nèi)的肌電電極3上產(chǎn)生^K沖， 使傷殘者的肢體殘端產(chǎn)生滑動的感覺。
權(quán)利要求
1. 一種具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征是它包括有溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分和觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分；所述的溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分包括有型號為AD590的溫度傳感器(2)、信號調(diào)理電路(4)、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)、型號為89S51的單片機(9)和制冷制熱片(6)；型號為AD590的溫度傳感器(2)的輸入與輸出端和信號調(diào)理電路(4)的輸入端電連接，信號調(diào)理電路(4)的輸出端(OUT)與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的<overscore>IN0</overscore>引腳電連接，型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)和型號為89S51的單片機(9)之間采用查詢方式連接，型號為89S51的單片機(9)和制冷制熱片(6)電連接；所述的觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分包括有觸滑覺傳感器(1)、電荷放大電路(5)、濾波電路(7)、型號為89S51的單片機(9)、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)和肌電電極(3)；觸滑覺傳感器(1)、電荷放大電路(5)、濾波電路(7)、型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)和型號為89S51的單片機(9)依次電連接，型號為89S51的單片機(9)的輸出端和肌電電極(3)輸入端電連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的型號為AD590的溫度傳感器(2 )的輸入與輸出端和信號調(diào)理電路(4 ) 的輸入端電連接是指型號為AD590的溫度傳感器(2)的輸出端和第一可變電阻(Rl )與2號電 阻(R2)依次電連接，型號為AD590的溫度傳感器(2)的輸出端同時和第二電 壓跟隨器(U2)的正極端(5)電連接，第二電壓跟隨器(U2)的輸出端(:'7) 通過8號電阻(R8)和放大器(U3)的正極端(5)電連接，放大器(U3)的 輸出端(7)和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的函引腳電連接；型號為AD590的溫度傳感器(2 )的輸入端和3號電阻(R3 )與第二可變電 阻(R4)依次電連接，3號電阻(R3)與第二可變電阻(R4)連接點和第一電 壓跟隨器(Ul)的正極端(5)電連接，第一電壓跟隨器(Ul)的輸出端(7) 通過5號電阻(R5)和放大器(U3)的負極端(6)電連接。
3. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)和型號為89S51的單片機.(9 :)之 間采用查詢方式連接是指型號為89S51的單片機(9)的阪引腳和P2, 7引腳 經(jīng)過一級或非門后與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的STXi—f和X[「E—引腳 電連接；型號為89S51的單片機(9)的E引腳和P2. 7引腳經(jīng)過一級或非門后 與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的^引腳電連接；型號為89S5]的單片機(9)的XH引腳經(jīng)分頻器(12)與型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的CLK 引腳電連接；型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10 )的DO至D7引腳與教:據(jù)總線 電連接。
4. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的連接型號為89S51的單片機(9)和制冷制熱片(6)電連接是指型 號為89S51的單片機(9)的Pl. 0、 Pl. 1、 P1.2和P1. 3引腳與制冷制熱片(6) 的輸入端電連接。
5. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的觸滑覺傳感器(1)和電荷放大電路(5)電連接是指觸滑覺傳感器(1 )的一端和型號為AD544L的運算放大器(Al )的正極端(+ )電連接并接地， 觸滑覺傳感器(1 )的另 一端通過電阻(RB )和型號為AD544L的運算放大器l Al ) 的負極端(_)電連接。
6. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的電荷放大電路(5 )和濾波電路(7 )電連接是指電荷放大電路(5 ) 的V02端和濾波電^各(7 )的Vi端電連"l妻。
7. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征. 是所述的濾波電路(7 )和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10 )電連接是指濾 波電路(7)的Vo端和型號為ADC0809的A/D轉(zhuǎn)化器(10)的]^;引腳電連4^。
8. 按照權(quán)利要求1所述的具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)，其特征 是所述的型號為89S51的單片機(9)的輸出端和肌電電極(3)輸入端電連接 是指型號為89S51的單片機(9)的Pl. 4和Pl. 5引腳與肌電電極(3 )輸入 端電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有感知冷熱和觸滑覺的智能假肢系統(tǒng)。該系統(tǒng)的溫度數(shù)據(jù)采集與溫度處理部分包括有溫度傳感器(2)、信號調(diào)理電路(4)、A/D轉(zhuǎn)化器(10)、單片機(9)和制冷制熱片(6)。溫度傳感器(2)的輸入、輸出端和信號調(diào)理電路(4)輸入端電連接，信號調(diào)理電路(4)輸出端與A/D轉(zhuǎn)化器(10)的INO引腳電連接，A/D轉(zhuǎn)化器(10)和單片機(9)采用查詢方式連接單片機(9)和制冷制熱片(6)電連接。該系統(tǒng)的觸滑覺信號采集處理及信號特征辨識部分包括有觸滑覺傳感器(1)、電荷放大電路(5)、濾波電路(7)、A/D轉(zhuǎn)化器(10)、單片機(9)和肌電電極(3)，它們依次電連接。該系統(tǒng)安裝在人體的假肢上。
文檔編號A61F2/50GK101507665SQ200910066659
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者微 吳, 孫令明, 岳喜勝, 康文煒, 張愛春, 李勇強, 田彥濤, 趙曉京, 鑫 鄭, 陳萬忠 申請人:吉林大學