一种测量人体脉搏波的方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种测量人体脉搏波的方法和装置，其中，所述方法包括：基于平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；通过光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得脉搏位移信号；利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，将放大处理后的脉搏位移信号传输到信号数字化处理装置，获得相应的脉搏数字信号；对所述脉搏数字信号进行分析处理生成目标脉搏数据，将所述目标脉搏数据传输到预设的显示电路进行数字化显示。采用本发明专利技术所述的方法，能够利用莫尔条纹原理对微小的脉搏振动信号进行放大，并将脉搏波的机械振动信号转化为电信号，极大提高了脉搏测量的灵敏度和准确度。

A method, device and system for measuring human pulse wave

【技术实现步骤摘要】
一种测量人体脉搏波的方法、装置及系统
本专利技术实施例涉及智能物联网
，具体涉及一种测量人体脉搏波的方法、装置及系统，另外还涉及一种振动传感器装置。
技术介绍
近年来，随着医疗技术的快速发展，对医用的脉搏测量仪要求越来越高。脉搏是人体的动脉搏动，脉搏次数的大小在一定程度上反映了人体生理健康状况。人体脉率和脉搏波的测量是衡量人体是否健康和进行病理分析的重要数据，准确监控脉搏、心音、血压、心电等生理信号可以有效获得一个人心血管系统的健康状况，从而为心血管疾病预防提供依据。脉搏传感技术具有无创、便捷等诸多优势，在健康医疗领域研究最多且应用最广泛，因此，在很早之前脉搏便被纳入了临床医学检测的范围，用于人体功能检测以及疾病分析中。目前，脉搏测量主要有压电式、压阻式、光电式等方式。其中，压电式和压阻式是通过压电片、电桥等微压力型材料将脉搏转化为信号输出出来的；光电式则通过反射或对射式的方式，将血管中的脉搏跳动过程中的变化中的透光率变化转换为信号输出出来的，但是光电式脉搏测量方法在测量时要求有较强的光强且光强可调，点光源光强随距离平方衰减，因此操作难度大。上述方式是临床最为常用和应用较为成熟的测量方式，在当前临床诊断领域发挥着重要的作用。然而，随着对脉搏测量设备精度要求的不断提高，当前所使用的脉搏传感器，在灵敏度、信噪比、功耗及成本等方面依然面临严峻的挑战。目前大量的研究工作聚焦于寻求功耗与灵敏度之间的平衡，因此如何设计一种测量人体脉搏波的方法成为本领域技术人员研究的重点。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种利用莫尔条纹技术测量人体脉搏波的方法，以解决现有技术中存在的测量人体脉搏波的方法在灵敏度和准确度方面不够高，已逐渐无法满足当前对脉搏测量设备精度要求，导致用户使用体验较差的问题。其中，莫尔条纹技术作为光栅线性位移传感器发展比较迅速，目前测量精度已达微米级以上，是位移测量领域各工业化国家具有强竞争性的关键技术，其应用已经渗透到很多领域，如航空航天、计量测试、机床等。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种测量人体脉搏波的方法，包括：基于预设的平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号；利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，将放大处理后的脉搏位移信号传输到信号数字化处理装置，获得相应的脉搏数字信号；对所述脉搏数字信号进行分析处理生成目标脉搏数据，将所述目标脉搏数据传输到预设的显示电路；基于所述显示电路将所述目标脉搏数据进行数字化显示。进一步的，通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号，具体包括：利用转化方向后的与脉搏跳动信号相对应的所述左右运动信号，触发所述光栅检测装置产生的莫尔条纹发生相应的位移变化；利用所述莫尔条纹发生的位移变化对脉搏数据进行精密测量计算，获得相应的脉搏位移信号。进一步的，所述平面连杆机构为平面四连杆机构。进一步的，所述的测量人体脉搏波的方法，还包括：在利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，利用预设的滤波器对放大处理后的脉搏位移信号进行滤波处理。进一步的，所述目标脉搏数据包括：所述目标对象的脉搏跳动频率数据和脉搏波形图、所述目标对象的脉搏跳动正常指示数据或者所述目标对象的脉搏跳动异常指示数据中的至少一种。第二方面，本专利技术实施例还提供一种测量人体脉搏波的装置，包括：第一信号采集单元，用于基于预设的平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；第二信号采集单元，用于通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号；信号数字化单元，用于利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，将放大处理后的脉搏位移信号传输到信号数字化处理装置，获得相应的脉搏数字信号；信号处理及传输单元，用于对所述脉搏数字信号进行分析处理生成目标脉搏数据，将所述目标脉搏数据传输到预设的显示电路；信号显示单元，用于基于所述显示电路将所述目标脉搏数据进行数字化显示。进一步的，所述第二信号采集单元具体用于：利用转化方向后的与脉搏跳动信号相对应的所述左右运动信号，触发所述光栅检测装置产生的莫尔条纹发生相应的位移变化；利用所述莫尔条纹发生的位移变化对脉搏数据进行精密测量计算，获得相应的脉搏位移信号。进一步的，所述平面连杆机构为平面四连杆机构。进一步的，所述的测量人体脉搏波的装置，还包括：滤波处理单元，用于在利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，利用预设的滤波器对放大处理后的脉搏位移信号进行滤波处理。进一步的，所述目标脉搏数据包括：所述目标对象的脉搏跳动频率数据和脉搏波形图、所述目标对象的脉搏跳动正常指示数据或者所述目标对象的脉搏跳动异常指示数据中的至少一种。第三方面，本专利技术实施例还提供一种测量人体脉搏波的系统，包括：连杆装置、光栅检测装置、信号数字化处理装置、处理模块、脉搏信号传输装置、LED显示装置以及供电装置；所述连杆装置，用于将目标对象的脉搏跳动信号转换为左右运动信号；所述光栅检测装置，用于将所述左右运动信号利用光电方法转换为脉搏位移信号；所述信号数字化处理装置，用于对所述脉搏位移信号进行转换处理输出脉搏数字信号；所述处理模块，用于对所述脉搏数字信号进行分析处理，输出相应的目标脉搏数据；所述LED显示装置，用于接收传输的目标脉搏数据，并进行显示；所述供电装置，用于向所述连杆装置、所述光栅检测装置、所述信号数字化处理装置、所述处理模块以及所述LED显示装置供电。第四方面，本专利技术实施例还提供一种用于测量人体脉搏波的振动传感器装置，包括：用于将目标对象的脉搏跳动信号转化为左右运动信号的平面四连杆机构，用于将所述左右运动信号利用光电方法转换为相应的位移信号的光栅检测装置；其中，所述平面四连杆机构包含机架、连架杆以及用于贴近目标对象皮肤的连杆结构部分；所述光栅检测装置包括位于同一轴线上的发光装置、透镜、长光栅、指示光栅以及用于将光栅产生的莫尔条纹信号转换为相应电信号的硅光电池；所述光栅检测装置中的长光栅与所述平面四连杆机构的连架杆相连接。采用本专利技术所述的测量人体脉搏波的方法，能够利用莫尔条纹原理对微小的脉搏振动信号进行放大，实现信号采集，并将脉搏波的机械振动信号转化为电信号，极大提高了脉搏测量的灵敏度和准确度，通过显示电路可以清楚地显示实时的脉率数据以及脉搏波形图，从而提升了用户的使用体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。图1为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量人体脉搏波的方法，其特征在于，包括：/n基于预设的平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；/n通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号；/n利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，将放大处理后的脉搏位移信号传输到信号数字化处理装置，获得相应的脉搏数字信号；/n对所述脉搏数字信号进行分析处理生成目标脉搏数据，将所述目标脉搏数据传输到预设的显示电路；/n基于所述显示电路将所述目标脉搏数据进行数字化显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量人体脉搏波的方法，其特征在于，包括：
基于预设的平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；
通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号；
利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，将放大处理后的脉搏位移信号传输到信号数字化处理装置，获得相应的脉搏数字信号；
对所述脉搏数字信号进行分析处理生成目标脉搏数据，将所述目标脉搏数据传输到预设的显示电路；
基于所述显示电路将所述目标脉搏数据进行数字化显示。


2.根据权利要求1所述的测量人体脉搏波的方法，其特征在于，通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号，具体包括：
利用转化方向后的与脉搏跳动信号相对应的所述左右运动信号，触发所述光栅检测装置产生的莫尔条纹发生相应的位移变化；
利用所述莫尔条纹发生的位移变化对脉搏数据进行精密测量计算，获得相应的脉搏位移信号。


3.根据权利要求1所述的测量人体脉搏波的方法，其特征在于，所述平面连杆机构为平面四连杆机构。


4.根据权利要求1所述的测量人体脉搏波的方法，其特征在于，还包括：在利用预设的放大电路对所述脉搏位移信号进行放大处理后，利用预设的滤波器对放大处理后的脉搏位移信号进行滤波处理。


5.根据权利要求1所述的测量人体脉搏波的方法，其特征在于，所述目标脉搏数据包括：所述目标对象的脉搏跳动频率数据和脉搏波形图、所述目标对象的脉搏跳动正常指示数据或者所述目标对象的脉搏跳动异常指示数据中的至少一种。


6.一种测量人体脉搏波的装置，其特征在于，包括：
第一信号采集单元，用于基于预设的平面连杆机构采集目标对象产生的脉搏跳动信号，并将所述脉搏跳动信号转换为左右运动信号；
第二信号采集单元，用于通过与所述平面连杆机构连接的光栅检测装置将所述左右运动信号进行转换处理，获得相应的脉搏位移信号；
信号数字化单元，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩霞，刘琳，田杨萌，崔丽兰，张潇艺，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11