本發(fā)明涉及一種佩戴于肢體而檢測伴隨身體動作的肌電信號的肌電傳感器(myoelectricsensor)。

背景技術(shù)：

作為佩戴于肢體而檢測伴隨身體動作的肌電信號的肌電傳感器，例如已知專利文獻1中公開的肌電傳感器，所述肌電傳感器為片狀，佩戴于人的大腿部的前側(cè)并將表示腿的緊張度的肌電信號輸出到控制器，控制器與佩戴于腳心而測定體重等的壓力傳感器的輸出信號一起進行解析，檢測使膝關(guān)節(jié)彎曲伸展的肌肉的負擔度，在所述肌肉的負擔度大的情況下，使輔助所述肌肉而使膝關(guān)節(jié)彎曲伸展的馬達工作。

[現(xiàn)有技術(shù)文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開平07-163607號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的問題]

且說，所述現(xiàn)有的片狀的肌電傳感器中，因能夠檢測肌電信號的范圍小，所以難以獲得充分的肌電信息，如果要擴大能夠檢測肌電信號的范圍，則存在無法完全追隨由身體動作引起的肢體的變形而肌電傳感器容易剝落的問題。

因此，也研究了在肢體的周圍設(shè)置多個肌電檢測部，所述肌電檢測部可追隨由身體動作引起的肢體的變形而變形，但產(chǎn)生了如下新問題：進行所述多個肌電檢測部間的信息傳遞的配線，因肌電檢測部間的距離的伸縮而產(chǎn)生過度的部分變形，從而容易斷線，其中，所述肌電檢測部間的距離的伸縮是伴隨由身體動作引起的肢體的變形、或所述多個肌電檢測部的裝卸操作而產(chǎn)生的。

[解決問題的技術(shù)手段]

本發(fā)明有利于解決所述現(xiàn)有的肌電傳感器的課題，本發(fā)明的肌電傳感器對伴隨身體動作的肌電信號進行檢測，所述肌電傳感器的特征在于包括：環(huán)狀的佩戴帶(band)，佩戴于肢體的周圍而緊密圍繞肢體且能夠彈性地伸縮；肌電檢測部，沿圓周方向彼此隔開間隔而在所述佩戴帶上配置多個，使各多個肌電檢測電極密接于肢體的表面，利用所述多個肌電檢測電極從所述肢體的對應(yīng)部位檢測肌電信號；以及連接纜線，將彼此相鄰的所述肌電檢測部間電連接而傳遞肌電信號，所述連接纜線具有彎曲形狀與彼此相鄰的所述肌電檢測部間的距離變化對應(yīng)地發(fā)生變化的彎曲部分。

[發(fā)明的效果]

所述本發(fā)明的肌電傳感器中，肌電檢測部使各多個肌電檢測電極密接于肢體的表面，利用所述多個肌電檢測電極從肢體的對應(yīng)部位檢測肌電信號，所述肌電檢測部沿圓周方向彼此隔開間隔而在環(huán)狀的佩戴帶上配置著多個，所述佩戴帶佩戴于肢體的周圍而緊密圍繞肢體且能夠彈性地伸縮，連接纜線將彼此相鄰的肌電檢測部間電連接而傳遞肌電信號，從而能夠?qū)⒂啥鄠€肌電檢測部檢測到的肌電信號從規(guī)定肌電檢測部輸出。而且，因身體動作而肢體發(fā)生變形，追隨所述變形而佩戴帶伸縮，或者在將佩戴帶1相對于肢體裝卸時佩戴帶1伸縮，從而彼此相鄰的肌電檢測部間的距離發(fā)生伸縮時，例如整體呈s字狀、u字狀或者蛇腹狀等的連接纜線的例如u字狀的彎曲部分的彎曲形狀會與所述距離變化對應(yīng)地發(fā)生變化，連接纜線不會產(chǎn)生過度的部分變形而維持電連接。

因此，根據(jù)本發(fā)明的肌電傳感器，能夠利用多個肌電檢測部檢測肢體的大范圍的肌電信號，并且能夠無關(guān)于由身體動作引起的肢體的變形或肌電檢測部的裝卸操作而確實地輸出所述肌電信號。

另外，本發(fā)明的肌電傳感器中，所述各肌電檢測部也可包括：至少搭載著具有放大電路的電路基板的中央部，以及相對于所述中央部一邊限制扭轉(zhuǎn)一邊能夠進退移動地嵌合的終端部，所述中央部與所述終端部各自具有至少一個所述肌電電極，這樣，即便伴隨由身體動作引起的肢體的變形而佩戴帶在其軸線方向上伸縮或部分地擴大縮小，中央部與終端部的各自的肌電電極也不會從肢體表面的相同部位移動而是持續(xù)密接于所述部位，從而能夠無關(guān)于由身體動作引起的肢體的變形而確實地檢測各部的肌電信號，能夠利用電路基板的放大電路將所述肌電信號放大并加以利用。

而且，本發(fā)明的肌電傳感器中，所述多個肌電檢測部中的至少一個也可至少包括具有模擬-數(shù)字(analog-digital)轉(zhuǎn)換器電路的電路基板，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路將所述多個肌電檢測部的肌電電極檢測到的模擬肌電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出，這樣，能夠利用中途不易混入噪聲的數(shù)字信號獲得肌電信號。

進而，本發(fā)明的肌電傳感器中，所述多個肌電檢測部中的至少一個也可至少包括具有通用串行總線(universalserialbus，usb)控制器電路的電路基板，所述usb控制器電路利用usb線路輸出由所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號所得的肌電信號，這樣，能夠利用usb線路將數(shù)字肌電信號輸入到計算機，因而能夠容易地進行來自多個肌電檢測部的肌電信號的記錄或解析等處理。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發(fā)明的肌電傳感器的一實施方式的立體圖。

圖2是表示所述實施方式的肌電傳感器中的多個肌電檢測部之一的外觀的立體圖。

圖3是將所述肌電檢測部切開一部分而表示其內(nèi)部構(gòu)造的立體圖。

具體實施方式

以下，利用實施例且基于附圖，來對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。此處，圖1是示意性地表示本發(fā)明的肌電傳感器的一實施方式的立體圖，如圖示般，本實施方式的肌電傳感器包括：環(huán)狀的佩戴帶1，佩戴于手臂或腿等肢體的周圍而緊密圍繞所述肢體且能夠彈性地伸縮；肌電檢測部3，沿所述佩戴帶1的圓周方向(circumferentialdirection)彼此隔開間隔而在佩戴帶1的外周面配置多個，例如圖示例中配置20個，使各多個，例如圖示例中的各4個肌電檢測電極2露出于佩戴帶1的內(nèi)周面且密接于肢體的表面，利用所述多個肌電檢測電極2從肢體的與所述肌電檢測電極2密接的對應(yīng)部位而檢測肌電信號；以及連接纜線4，將彼此相鄰的肌電檢測部3間電連接而傳遞肌電信號。

此處，佩戴帶1是將伸縮性纖維編結(jié)成無接口的環(huán)狀而形成，其軸線方向兩端部1a施以防綻開處理。而且，連接纜線4是將扁平纜線或者如軟性印刷配線板的平坦電纜以整體呈s字狀的方式緩和地彎曲而形成，所述連接纜線4的彎曲部分4a是以彎曲形狀、或彎曲半徑與彼此相鄰的肌電檢測部3間的距離的擴大縮小變化對應(yīng)地發(fā)生變化的方式，而呈大致u字狀。

肌電檢測部3中有普通肌電檢測部3a、及寬度大于所述普通肌電檢測部3a的大型肌電檢測部3b這兩種，大型肌電檢測部3b例如關(guān)于佩戴帶1的中心軸線c而在圓周方向上彼此以大致90度為單位隔開，在佩戴帶1的外周面上合計配置4個，普通肌電檢測部3a例如以4個為單位大致等間隔地位于相鄰的大型肌電檢測部3b之間，在佩戴帶1的外周面上合計配置16個。

圖2是表示所述實施方式的肌電傳感器中的作為多個肌電檢測部3a、3b之一的普通肌電檢測部3a的外觀的立體圖，圖3是將所述普通肌電檢測部3a的一側(cè)部切開而表示其內(nèi)部構(gòu)造的立體圖。普通肌電檢測部3a與大型肌電檢測部3b中，只有后述的內(nèi)裝基板9不同，構(gòu)造彼此相同，因而此處以普通肌電檢測部3a為代表，來說明肌電檢測部3的構(gòu)造。

普通肌電檢測部3a包括：中央部5，以大致沿著佩戴帶1的中心軸線c而延伸的方式配置；以及終端部6，位于與所述中央部5的長度方向兩端部鄰接的位置，且相對于所述中央部5一邊限制扭轉(zhuǎn)一邊能夠進退移動地嵌合，中央部5具有4個肌電電極2，各終端部6具有一個肌電電極2。

各肌電電極2具有：由導電性金屬形成的彼此一體的頭部2a及軸部2b，所述軸部2b插通到以規(guī)定間隔開設(shè)于絕緣樹脂制的支撐板7的貫通孔內(nèi)，所述絕緣樹脂制的支撐板7配置于與普通肌電檢測部3a的位置對應(yīng)的佩戴帶1的內(nèi)周面上的位置，與普通肌電檢測部3a為大致同一長度且能夠彈性撓曲變形；頭部2a露出并定位支撐于佩戴帶1的內(nèi)周面上的規(guī)定位置，并且軸部2b貫通佩戴帶1；關(guān)于中央部5，兩個肌電電極2的貫通佩戴帶1的軸部2b插通到本體5a的貫通孔內(nèi)，分別壓入固定或者螺固于配置于此的由導電性金屬形成的支柱8的貫通孔內(nèi)；關(guān)于各終端部6，一個肌電電極2的貫通佩戴帶1的軸部2b壓入固定或者螺固于形成在本體6a的貫通孔內(nèi)，由此中央部5及各終端部6分別固定于佩戴帶1的外周面上的規(guī)定位置。中央部5的兩個肌電電極2彼此相對接近，因而適合于淺部用肌電電極，兩個終端部6的肌電電極2比中央部5的兩個肌電電極2彼此更大地隔開，因而適合于深部用肌電電極。

而且，相對于佩戴帶1的軸線方向的伸縮或部分的擴大縮小，中央部5的兩端部的平坦的向下引導部5b與各終端部6的內(nèi)側(cè)端部的大致圓筒狀的向上滑動部6b進行滑動接觸，并且中央部5的兩端部的平坦的向內(nèi)縱壁部5c與各終端部6的中間部的向外縱壁部6c的端面進行滑動接觸，由此各終端部6相對于中央部5一邊限制扭轉(zhuǎn)一邊能夠進退移動且能夠搖動地嵌合，由此，相應(yīng)于所述佩戴帶1的軸線方向的伸縮或部分的擴大縮小而終端部6相對于中央部5進退移動或彎曲，且中央部5及各終端部6將各肌電電極2的頭部2a朝向佩戴帶1的中心軸線c方向維持。

在中央部5的本體5a的內(nèi)部，收納著受到由導電性金屬形成的兩根支柱8固定支撐的電路基板9，將中央部5固定的兩個肌電電極2的軸部2b經(jīng)由所述支柱8而電連接于電路基板9。而且，在各終端部6的本體6a形成著通路6d，并且在中央部5的本體5a的兩端部也形成著開口部5d，經(jīng)由所述通路6d及開口部5d，未圖示的配線被引導至中央部5的本體5a的內(nèi)部而與電路基板9電連接，所述未圖示的配線連接于將各終端部6固定的肌電電極2的露出于本體6a內(nèi)部的軸部2b。

在中央部5的本體5a的兩側(cè)部，如圖2所示，突出設(shè)置著多根，圖示例中突出設(shè)置著10根連接銷5f，而且，本體5a內(nèi)的電路基板9搭載構(gòu)成放大電路的未圖示的集成電路(integratedcircuit，ic)芯片，所述放大電路將來自將中央部5固定于佩戴帶1的兩個肌電電極2的肌電信號、及來自將各終端部6固定于佩戴帶1的一個肌電電極2的肌電信號分別放大，關(guān)于各普通肌電檢測部3a的電路基板9，從本體5a的兩側(cè)部的連接銷5f輸出到連接纜線4。在連接纜線4的兩端部設(shè)置著與連接銷5f電連接的未圖示的連接器，由此，來自各普通肌電檢測部3a的4個肌電電極2的肌電信號由電路基板9的放大電路放大且集中于大型肌電檢測部3b。

4個大型肌電檢測部3b中的3個大型肌電檢測部3b的各自的中央部5的本體5a內(nèi)的電路基板9，除搭載構(gòu)成放大電路的未圖示的ic芯片外，還搭載構(gòu)成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的未圖示的ic芯片、及未圖示的小型電池，所述放大電路將來自將中央部5固定于佩戴帶1的兩個肌電電極2的肌電信號、及來自將各終端部6固定于佩戴帶1的一個肌電電極2的肌電信號分別放大，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路例如將來自所述大型肌電檢測部3b兩側(cè)的各兩個普通肌電檢測部3a的模擬肌電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并輸出到剩余的一個大型肌電檢測部3b，小型電池對所述大型肌電檢測部3b及其兩側(cè)的各兩個普通肌電檢測部3a供電。

所述剩余的一個大型肌電檢測部3b的中央部5的本體5a內(nèi)的電路基板9，除搭載構(gòu)成放大電路的未圖示的ic芯片外，還搭載著構(gòu)成模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路的未圖示的ic芯片、構(gòu)成usb控制器電路的未圖示的ic芯片、及未圖示的小型電池，所述放大電路將來自將中央部5固定于佩戴帶1的兩個肌電電極2的肌電信號、及來自將各終端部6固定于佩戴帶1的一個肌電電極2的肌電信號分別放大，所述usb控制器電路將肌電信號經(jīng)由未圖示的usb線路輸出到普通的個人計算機，所述肌電信號是由4個大型肌電檢測部3b的電路基板9的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路分別轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號所得且來自20個肌電檢測部3的合計80個肌電電極2，能夠利用所述個人計算機經(jīng)時地加以記錄并且事后或者實時(realtime)地加以解析，小型電池對所述大型肌電檢測部3b及其兩側(cè)的各兩個普通肌電檢測部3a供電。

視需要，將蓋板5e能夠卸下地且水密地嵌接固定在中央部5的本體5a的上部，而且，同樣地視需要，將蓋板6e能夠卸下地且水密地嵌接固定在終端部6的本體6a的上部。向各終端部6的本體6a的通路6d與中央部5的本體5a的兩端部的開口部5d，以使從中穿過的配線稍微松弛的狀態(tài)填充防水材料，由此對肌電檢測部3賦予防水性。

所述實施方式的肌電傳感器中，肌電檢測部3使各多個肌電檢測電極2的頭部2a密接于肢體的表面，利用所述多個肌電檢測電極2從肢體的對應(yīng)部位檢測肌電信號，所述肌電檢測部3沿圓周方向彼此隔開間隔而在環(huán)狀的佩戴帶1上配置著多個且包含普通肌電檢測部3a及大型肌電檢測部3b，所述佩戴帶1佩戴于手臂或腿等肢體的周圍而緊密圍繞肢體且能夠彈性地伸縮，連接纜線4將彼此相鄰的肌電檢測部3間電連接而傳遞肌電信號，能夠?qū)⒂啥鄠€肌電檢測部3檢測到的肌電信號從規(guī)定的大型肌電檢測部3b輸出。而且，因身體動作而肢體發(fā)生變形，追隨所述變形而佩戴帶1伸縮，或者在將佩戴帶1相對于肢體裝卸時佩戴帶1伸縮，從而彼此相鄰的肌電檢測部3間的距離發(fā)生伸縮時，整體呈s字狀的連接纜線4的u字狀的彎曲部分的彎曲形狀會與所述距離變化對應(yīng)地發(fā)生變化，連接纜線4不會產(chǎn)生過度的部分變形而維持電連接。

因此，根據(jù)本實施方式的肌電傳感器，能夠利用多個肌電檢測部3檢測肢體的大范圍的肌電信號，并且能夠無關(guān)于由身體動作引起的肢體的變形或肌電檢測部3的裝卸操作而確實地輸出所述肌電信號。

并且，根據(jù)本實施方式的肌電傳感器，各肌電檢測部3包括：至少搭載著具有放大電路的電路基板的中央部5；以及相對于中央部5一邊限制扭轉(zhuǎn)一邊能夠進退移動地嵌合的終端部6，中央部5與終端部6各自具有至少一個肌電電極2，因而即便伴隨由身體動作引起的肢體的變形而佩戴帶1在其軸線方向上伸縮或部分地擴大縮小，中央部5與終端部6的各自的肌電電極2也不會從肢體表面的相同部位移動而是持續(xù)密接于所述部位，從而能夠無關(guān)于由身體動作引起的肢體的變形而確實地檢測各部的肌電信號，能夠利用電路基板9的放大電路將所述肌電信號放大并加以利用。

進而，根據(jù)本實施方式的肌電傳感器，20個肌電檢測部3中的4個所具有的電路基板9也具有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路，所述模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路將20個肌電檢測部3的肌電電極1所檢測到的模擬肌電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸出，因而能夠利用中途不易混入噪聲的數(shù)字信號獲得肌電信號。

進而，根據(jù)本實施方式的肌電傳感器，20個肌電檢測部3的一個所具有的電路基板9也具有usb(通用串行總線)控制器電路，所述usb控制器電路利用usb線路輸出模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號所得的肌電信號，因而能夠?qū)?shù)字肌電信號利用usb線路輸入至普通的計算機中，從而能夠容易地進行來自多個肌電檢測部3的多個肌電信號的記錄或解析等處理。

以上，基于圖示例進行了說明，但本發(fā)明不限定于所述例，在權(quán)利要求書所述的范圍內(nèi)能夠進行適當變更，例如本發(fā)明的肌電傳感器中的肌電檢測部3例如也可以在幾個大型肌電檢測部3b的本體5a內(nèi)的電路基板9搭載存儲芯片或者存儲卡，在將由肌電電極2檢測到的肌電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后存儲于所述存儲芯片或存儲卡內(nèi)，在肌電信號的測定后從所述存儲芯片或存儲卡將所存儲的肌電信號經(jīng)由usb線路取出或者直接取出。

而且，本發(fā)明的肌電傳感器中，例如例如也可以在幾個大型肌電檢測部3b的本體5a內(nèi)的電路基板9搭載ic芯片，所述ic芯片例如構(gòu)成基于無線保真(wirelessfidelity，wi-fi)等無線局域網(wǎng)(localareanetwork，lan)標準的無線通信電路，將由肌電電極2檢測到的肌電信號經(jīng)由所述無線通信電路發(fā)送到外部的通信裝置，利用與所述外部的通信裝置連接的計算機進行肌電信號的記錄或解析等處理。

進而，本發(fā)明的肌電傳感器中，也可以并非將連接纜線4設(shè)為整體上呈s字狀的平坦纜線，而是設(shè)為整體上呈u字狀或蛇腹狀的平坦纜線，或者還可以構(gòu)成為呈螺旋狀而能夠伸縮。

而且，本發(fā)明的肌電傳感器中，佩戴帶1的粗度或肌電檢測部3的普通肌電檢測部3a與大型肌電檢測部3b的數(shù)量及各肌電檢測部3的肌電電極2的數(shù)量等，能夠根據(jù)肢體的粗度等視需要適當變更，而且，肌電檢測部3也可以包含普通肌電檢測部3a或者大型肌電檢測部3b等中的一種肌電檢測部。

[產(chǎn)業(yè)上的可利用性]

如此，根據(jù)本發(fā)明的肌電傳感器，能夠利用多個肌電檢測部檢測肢體的大范圍的肌電信號，并且能夠無關(guān)于由身體動作引起的肢體的變形或肌電檢測部的裝卸操作而確實地輸出所述肌電信號。

[符號的說明]

1：佩戴帶

2：肌電電極

2a：頭部

2b：軸部

3：肌電檢測部

3a：普通肌電檢測部

3b：大型肌電檢測部

4：連接纜線

4a：彎曲部分

5：中央部

5a：本體

5b：向下引導部

5c：向內(nèi)縱壁部

5d：開口部

5e：蓋板

5f：連接銷

6：終端部

6a：本體

6b：向上滑動部

6c：向外縱壁部

6d：通路

6e：蓋板

7：支撐板

8：支柱

9：蓋板