基于压力传感器的跌倒检测系统研究

通过研究中老年人常见的紧急事故——跌倒为研究对象,针对现有跌倒检测方法存在的诸多问题,我们设计了一种基于压力传感器的跌倒检测系统,该系统包含压力采集模块、基于微处理器的数据处理模块、无线通信模块和后台四个模块。通过检测并分析研究脚底压力在正常行走和跌倒状态下的变化,实现跌倒事件的实时检测。并在此基础上,提出基于支持向量机的跌倒识别方法。实验结果证明该系统的判别具有较高的可靠性和准确性。     

面向下肢助力外骨骼的脚底测力系统研究

要实现下肢助力外骨骼机械腿对穿戴者的运动跟随及有效助力,通过检测穿戴者脚底力变化信息进行运动意图识别是非常关键的环节。针对下肢助力外骨骼机器人的控制需求,提出了一种鞋垫式脚底测力系统。进行了脚底测力系统本体设计及传感器信号调理电路的设计,并进行了脚底测力系统的实验研究。设计出的脚底测力系统应用于下肢助力外骨骼机械腿控制中,实验结果表明,脚底测力系统检测出的足底压力变化信息能很好的实现外骨骼机械腿的控制。     

辅助行走外骨骼机器人的测控系统设计

针对目前存在的残疾人及老年人行走不便的问题,对三维模型设计制作、脚底压力检测、多传感器数据融合等方面进行了研究。对传感系统搭建、检测判断人体行走状态以及进行意图识别的算法进行了归纳,提出了一种基于STM32 ARM Cortex-M3内核单片机等技术的辅助行走外骨骼机器人系统,进行了行走意图识别效率以及辅助行走效果测试。研究结果表明:该系统能实时检测使用者的身体运动参数并进行存储,实现智能检测、意图识别、辅助行走等多项功能,通过预设步态轨迹算法实现辅助行走;系统穿戴舒适、响应迅速、可靠性高。     

基于DSP的混凝土泵排量测量装置设计

混凝土泵排量测量装置已被视为新一代混凝土泵的标志性功能.介绍了混凝土泵排量测量的工作原理,通过将压力传感器安装在主油缸进油油路上,测量主油缸压力,对主油缸压力进行分析,计算实时泵送效率系数,实现对混凝土泵排量的测量.阐述了混凝土泵排量测量装置的硬件设计和软件设计.排量测量装置的软件设计采用模块化结构设计方法,将排量测量装置按照功能模块划分为子程序,子程序之间相对独立也可以相互调用.对混凝土泵排量测量装置的抗干扰措施进行讨论.     

基于应变式压力传感器的称重定量装置零点校准方法

称重定量装置零点校准的准确性,对高精密零件制造至关重要.以应变式压力传感器为基础元件,设计了一种称重定量装置零点校准方法.利用应变式压力传感器、电动型直线步进电机接入零点校准设备,并将传感器作为压力敏感元件,根据采集得到的称重定量装置内外压力,分析弹性变形应力、不同区域应力及余应力.通过分析计量误差来源,得到传感器输入...     

某城轨车辆压力传感器压力漂移分析及改进

压力传感器是城轨车辆制动系统的核心部件,其在城轨车辆运行过程中监测一系列重要的压力指标,以进行制动计算和车辆监控。压力漂移会对系统逻辑判断造成不良影响,进而造成制动故障,危及车辆安全。文章对压力传感器的压力漂移原因进行探究,并提出相应的改进方案,使制动故障得到有效改善。     

基于STM32的智能坐垫设计与研究

以STM32单片机为智能语音提示坐垫的控制核心,设计了一款由坐垫、各种传感器及附属装置等组成的智能坐垫系统。系统能够对用户人体压力、久坐时长进行监测,并通过数据采集、处理及判断控制语音模块,进而实现语音的提示。智能坐垫能更换电池持续工作,功能简单实用,成本低廉且便于携带,具有广阔的市场空间。     

安全联锁装置监控系统研究

监测压力容器内部压力的传感器随着使用时间推移,容易出现测量误差或损坏,造成压力容器内处于带压状态,如果压力传感器未监测出,容易发生压力容器内的压力未降到零,就会发生打开端盖爆炸的事故。为了解决无法对压力容器安全联锁装置内的压力传感器进行误差监测,提出一种快开门压力容器安全联锁装置监控系统,使用Labview软件进行前面板及程序框图的设计,运用MATLAB/Simulink工具对确定的模型压力信号进行再次分析校准,在0～10 s内压力传感器检测的不规则压力信号,校验模块将探测的压力信号限定在1.5的幅度处,保持压力恒定,并通过试验装置测试分析及确定此种方法搭建试验装置的可行性及可靠性。     

便携式人体姿态实时检测系统设计

通过检测人体跌倒时加速度的变化,采用三轴加速度传感器、Zigbee无线传输模块和LabVIEW平台搭建的人机交互界面设计了人体姿态实时检测系统。对于空巢老人、部分残疾人和其他特殊作业人群在遇到危险时能提供及时地报警服务。     

军用外骨骼传感系统设计与步态识别研究

为提高军用外骨骼无滞后地完成运动跟随性的能力,设计了一种基于姿态传感器和薄膜压力传感器的外骨骼传感系统。通过传感系统采集并解算出的下肢关节角度和脚底压力作为信号输入,提出了一种基于BP神经网络的步态识别方法,并采用LabVIEW软件进行了仿真实现。通过对比发现髋关节角度特征值相较于膝关节角度特征值和踝关节角度特征值,可以更好地区分开各步态路况。同时步态识别仿真结果表明了设计的军用外骨骼传感器系统和提出的步态识别方法的合理性和可行性。     

光电式脉搏传感器及由其组成的血压仪的研制

人体脉搏和血压信号中包含着丰富的生理信息,是临床诊断的重要判据。本文介绍了光电式脉搏传感器的检测原理及其组成脉搏、血压检测仪的设计方案。采用集成式光敏元件和放大器芯片替代传统光敏器件进而实现对脉搏测量。而血压的测量采取较为普遍的KorotKoff原理测量法,利用压力传感器检测人体血压信号,并经过差分放大后,送至TC14433构成的数字血压表显示输出。该设计是光、机、电、计算机一体化测控技术的集中体现,是机电一体化产品改善人们生活和健康水平的代表。它的无创伤检测技术也是未来生物医学工程的重要发展方向。     

位移式超高压测量装置的设计研究

针对应变管压力传感器的不足,该文设计了一种位移式超高压测量装置,该测量装置的弹性体是半球封头与厚壁圆管的组合结构。工作时,弹性体将压力转换成位移,使用高精度位移传感器测量出弹性体的轴向位移,建立压力与位移的关系。该测量装置的工作范围和性能主要由弹性体的结构和材料决定,因此,对弹性体的结构、线性进行了有限元仿真和分析。最后通过实验测得静态性能。结果表明:该测量装置具有良好的线性,满足静态超高压测量需求。     

多传感器测试系统设计与分析

落锤式信号发生装置已在工程中广泛应用。搭建了全自动落锤信号发生装置,通过PLC对步进电动机进行控制实现锤体的上升和下降,采用多传感器测量信号;设计结合实际的测量传感器,测试加速度、冲击力和动态压力三个参量,通过作为数据处理装置的电荷放大器,然后通过总线传输,最终在计算机处理平台LABVIEW上,对数据进行处理和显示。     

体内微型诊疗装置磁定位简化模型的实验研究

无创定位技术是MEMS器械用于人体内诊疗过程的重要研究环节之一。这里在分析永磁体空间磁场分布规律的基础上,讨论了体内微型诊疗装置的磁定位技术;同时,通过实验研究和曲线拟和,对磁定位模型进行了简化,使磁定位的计算更快,检测传感器的放置更简单。实验结果表明,在一定误差范围内,该简化模型可以用于体内微型诊疗装置无创实时定位。     

基于传感阵列的动态足底压力分布测量系统

足底压力分布与人体健康具有很大关联性,足底压力分布异常变化是某些足病的早期症状。为帮助患者预防足病,实时监测足底压力分布,研制了一种基于触觉传感阵列的动态足底压力分布测量系统。系统共有48个传感单元,测量误差小于2.4%,可对足底各区域压力进行精确采集,并采用可穿戴式设计,将数据采集系统固定于脚踝,通过蓝牙与上位机连接。此外,针对传统压力分析方法无法对运动过程中压力分布变化进行分析的缺陷,提出了一种动态足底压力分布分析方法,通过支持向量机对人体足底压力数据进行分类,达到了98.6%的分类正确率;并在此基础上引入步态相典型压力分布指标,与传统分析指标相结合,实现对人体健康状态的分析与评价。实验证明,该系统可以准确测量运动状态下的足底压力分布、分析异常状态下的压力分布变化并对压力异常区域进行预警。     

DESIGN OF A LOW-COST MICROCONTROLLER-BASED FUNCTIONAL ELECTRONIC STIMULATION DEVICE FOR DROP FOOT CORRECTION

Correction of drop foot is normally achieved by electrical stimulation of the common peroneal nerve by sending a series of pulses at a given frequency and duration. This article presents the design of a low-cost, programmable, portable, and high performance stimulator, designed at the Near East University. The stimulator, called the NEU-Stim, has been designed to correct the drop foot problems. For this purpose, a foot sensor, microcontroller, and electrodes are used in the design of the stimulator. The frequency, duty cycle, and the amplitude of the output waveform can easily be controlled using switches. The device is currently in experimental stage, and because of its low-cost it should find applications in developing countries after it has been completely assessed. Preliminary results on patients have shown that the device can correct the drop foot, and help patients to walk faster and more comfortably.     

A novel self-decoupled four degree-of-freedom wrist force/torque sensor

Haptic based human–computer interaction (HapHCI) system is currently the frontier of robot research, which is widely used in virtual reality, rehabilitation, entertainment, and so on. The measurement of the multi-dimensional interactive force between human hand and interaction device such as hand-controller, joystick, limb rehabilitation device, etc., becomes an important component of the HapHCI. However, the existing commercial 6 degree-of-freedom (DOF) force sensors are too expensive and often over designed for HapHCI not only in axis but also in bandwidth. In this paper, a novel 4 DOF wrist force/torque sensor suitable for HapHCI is developed, which is self-decoupled without calculating the decoupling matrix. Thus this type of wrist force/torque can be called as direct output force sensor, which is quite different from the conventional ones called as indirect output force sensor. Its elastic body has a simple geometry which is easy to fabricate, and half the number of strain gauges compared to the existing commercial 6 DOF force/torque sensor. So the 4 DOF force/torque sensor is much lower in cost. This paper introduces the elastic body structure of the wrist force/torque sensors, and analyses the self-decoupled principle in detail. A prototype sensor is fabricated, and the calibration test results of the 4 DOF force/torque sensor validate the analysis and demonstrate the advantage of such a sensor.     

Wearable device for real-time monitoring of human falls

This paper presents a wearable micro-sensing device for monitoring human body falls. It combines micro-sensors and digital data processing technologies, such that in real-time, it can monitor the user to get immediate help by sending an emergency message to an aid station at the moment of falling. The primary feature of this system is the micro sensor, with a horizontal sensor embedded inside a smart coat. Two kinds of micro-sensors are used for the system, one is a micro-mercury switch, and the other is an optical sensor to detect if the wearer is horizontal. With the new algorithms for movement behaviors judgment, the system has the ability to collect, analyze, and transmit data by monitoring the user’s body. In outdoor sports, the system sends information on body position and location, and an emergency message from the user to a specific guard in real-time.     

Novel liquid flow sensor based on differential pressure method

In this article, a novel liquid flow sensor which is composed of a special structure conduit main body and a differential pressure sensor was designed, fabricated, and calibrated. The conduit main body includes an inlet channel section with a branch conduit connecting one end of the pressure sensor, a throat channel section, and an outlet channel section with a branch conduit connecting another end of the pressure sensor. The basic principle is to employ a differential pressure sensor to measure the pressure difference between the inlet channel and outlet channel of the conduit main body when fluid passes through it. The pressure difference between the two ends of the differential pressure sensor (i.e., the two branch conduits located in the inlet and outlet channel sections) is of either forward or backward flow and directly interrelates with the volume flow rate (mass flow rate or flow velocity) via the conduit main body, so the volume flow rate or mass flow rate or flow velocity can be calculated and the flow direction can be determined from the detected pressure difference. This liquid flow sensor is characterized by using only one differential pressure sensor of a simple structure, the error of which is less than 1%.     

基于AT89S52的智能家居控制系统

文章主要介绍了以AT89S52单片机为控制核心,通过采集HC-SR501人体红外传感器、HC-SR04超声波传感器、DS18B20温度传感器等前端传感器数据,然后经过CPU对数据进行数据处理及分析,最后控制继电器等输出设备以达到现实家居智能化控制的目的。