[发明专利]一种便携式平衡能力及步态分析传感装置

权利要求书

1.一种便携式平衡能力及步态分析传感装置，其特征在于：包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、数据处理芯片、PC机和供电电源，数据处理芯片上设置有拨动开关；

三轴加速度传感器用于检测相对三轴加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；

三轴陀螺仪用于检测相对角加速度，并将检测结果传输至数据处理芯片；

数据处理芯片接收三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传输的数据，并通过蓝牙传输模块或串口通信模块将接收的数据传输至PC机；

PC机通过控件接收数据处理芯片传输的数据，然后进行处理分析，并显示和保存；所述的处理分析包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪检测出的数据为三轴相对加速度和三轴旋转角度，通过以下算法将三轴相对加速度转换为绝对加速度；

其中W_x为x轴转动角度，W_Y为y轴转动角度，W_Z为z轴转动角度；aX₀为x轴方向测得的相对加速度，aY₀为y轴方向测得的相对加速度，aZ₀为z轴方向测得的相对加速度；aX为以大地为参考的x方向的绝对加速度，aY为以大地为参考的y方向的绝对加速度，aZ为以大地为参考的z方向的绝对加速度； 坐标系绕x轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：

坐标系绕y轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：

坐标系绕z轴旋转时的坐标参数矩阵表达式：

同时绕x，y，z轴时有，Rε＝R₁×R₂×R₃其矩阵表达式：

得出X，Y，Z三个方向的绝对加速度为

基于以上算法，通过PC机程序的运算，就可将本装置直接测量得到的三轴相对加速度转换为绝对加速度，从而实现结果的输出；

供电电源用于提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种便携式平衡能力及步态分析传感装置，其特征在于：所述蓝牙传输模块的工作频段选为2.4GHz的ISM频段。

3.根据权利要求1所述的一种便携式平衡能力及步态分析传感装置，其特征在于：所述供电电源包括锂电池和与锂电池相连的锂电池管理芯片，锂电池管理芯片采用TP4056，锂电池管理芯片上设置有用于充电的USB接口。

4.根据权利要求1所述的一种便携式平衡能力及步态分析传感装置，其特征在于：还包括一壳体和一固定绑带，三轴加速度传感器、三轴陀螺仪和数据处理芯片集成在壳体内，壳体固定在固定绑带上。