NORAXON Ultium Portable Lab是模块化便携式数据采集系统,主要应用于生物力学、运动科学等领域的数据采集工作。该设备适配室内实验室静态、标准化采集场景与户外动态、复杂环境采集场景,依托配套软件可实现多模态数据同步采集与记录。

为保障数据采集的规范性、稳定性与完整性,本文将系统梳理该设备在实验室与户外场景下的完整操作流程,明确各环节操作要点、准备工作及收尾规范,为使用者提供标准化的操作参考。

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一、设备整体概述与采集核心原则

(一)设备核心组成

NORAXON Ultium Portable Lab整套设备由硬件与软件两大部分构成,硬件包含Ultium无线传感器、专用接收设备、传感器充电底座、数据传输线材及便携收纳箱体,软件为配套的myoRESEARCH数据处理软件。

整套设备采用模块化设计,各组件相互配合,可完成肌电、运动姿态等多类生物力学数据的采集工作。设备支持无线数据传输,摆脱了传统有线设备的使用限制,同时具备便携易收纳、适配多场景使用的特点,能够满足实验室精细化采集与户外移动式采集的不同需求。

传感器作为核心采集部件,可依托充电底座完成集中充电与待机启动,接收设备负责接收传感器传输的实时数据,并通过USB链路与电脑终端完成数据同步。整套硬件设备无需复杂外接配套设施,通电后即可进入待机状态,软件端可实现参数设置、数据采集启动、实时监测、数据存储及离线数据导入等全流程操作。

(二)数据采集核心原则

使用该设备开展数据采集工作,需遵循标准化、稳定性、适配性三大核心原则。标准化原则要求所有操作严格按照设备规范执行,传感器摆放、设备连接、参数设置保持统一标准,减少人为操作带来的采集偏差。

稳定性原则要求采集全过程保障设备供电稳定、信号传输稳定、放置状态稳定,规避外界干扰导致的数据中断、失真问题。适配性原则要求根据实验室、户外不同场景的环境特点,调整设备摆放、信号防护、参数配置方式,适配不同场景的采集条件。

二、通用前期准备工作(全场景适用)

无论是实验室采集还是户外采集,正式开展数据采集前,均需完成通用前期准备工作,涵盖设备检查、环境预处理、软件预调试三大环节,从源头规避设备故障、环境干扰等问题,为后续采集工作奠定基础。

(一)设备完整性与状态检查

首先需核对整套设备组件的完整性,确认传感器、接收设备、充电底座、传输线材、便携箱体等配件齐全,无缺失、破损、变形等问题。随后开展设备状态检测,将传感器放置于专用充电底座内,连接供电线路,观察底座指示灯状态,确认充电与待机功能正常。

检查传感器外观,保证传感器表面无污渍、无磨损、接口无异物堵塞,保障信号传输与贴合采集的基础条件。完成硬件基础检查后,检测接收设备与传输线材的导通状态,将线材两端分别对接接收设备与电脑终端接口,确认接口连接顺畅、无松动卡顿。

同时检查电脑终端运行状态,保障电脑系统运行稳定,无后台程序卡顿、闪退问题,预留充足的存储空间用于存储采集数据,避免采集过程中出现存储不足导致的记录中断问题。

(二)采集环境基础预处理

通用环境预处理主要针对采集区域的基础条件优化,清理采集区域内的杂物,保障设备摆放空间充足、人员活动范围通畅,避免杂物触碰、拉扯设备线路造成设备移位、线路脱落。同时排查采集区域的电磁干扰源,远离高频电子设备、大功率电器等可能影响无线信号传输的设备,减少信号干扰对数据采集精度的影响。

此外,需保障采集区域温湿度适宜,避免在潮湿、高温、粉尘过多的环境中放置设备,防止设备内部元件受潮、积尘,影响设备使用寿命与运行稳定性。预处理完成后,固定设备摆放基础位置,保障采集过程中设备不会出现位移、倾倒等情况。

(三)软件安装与预调试

在电脑终端完成myoRESEARCH软件的安装与激活,严格按照设备配套操作指引完成软件部署,安装完成后重启电脑,保障软件运行环境稳定。首次使用时,完成软件基础配置,开启软件的设备识别权限、数据存储权限,设置默认数据存储路径,统一文件命名格式,便于后续数据分类整理与调取。

启动软件后,进入设备连接调试界面,提前完成设备配对测试,确认软件可正常识别Ultium接收设备与传感器,设备与软件通信链路通畅,无连接失败、设备离线等异常情况。同时熟悉软件采集控制功能,确认启动、暂停、终止采集、离线数据导入等功能均可正常使用,完成软件预调试工作。

三、实验室场景数据采集标准化操作流程

实验室场景环境稳定、干扰可控,适用于精细化、标准化、重复性的数据采集工作,整体操作流程更侧重参数精准配置、传感器规范部署、采集过程精准管控,具体分为设备部署、参数配置、传感器布设、数据采集、采集收尾五个阶段。

(一)实验室设备精准部署

在实验室固定采集区域放置便携箱体与接收设备,将接收设备平稳放置于水平台面,保障设备摆放平整、无倾斜,避免设备运行过程中出现震动位移。通过专用USB传输线连接接收设备与电脑终端,确认接口完全插入、连接牢固,无松动间隙。连接供电线路,为接收设备与充电底座接通电源,待设备指示灯进入稳定常亮状态,即为硬件连接完成。

将待使用的Ultium传感器整齐放置于充电底座卡槽内,传感器放入后底座会自动识别设备并完成待机启动,传感器指示灯呈现稳定闪烁状态,代表传感器进入正常工作待机模式。未使用的传感器统一收纳于箱体防护卡槽中,做好防尘防护,避免闲置设备沾染灰尘影响使用性能。

(二)软件采集参数配置

打开myoRESEARCH软件,进入实验室专属采集配置界面,根据采集需求完成参数自定义设置。首先完成设备通道配置,勾选本次采集所需的传感器通道,关闭闲置通道,减少无效信号的接收与记录。

随后设置数据采集模式,实验室场景优先选择实时同步采集模式,保障数据实时传输、实时记录。完成基础模式设置后,配置信号过滤、数据同步等辅助参数,开启软件基础降噪功能,过滤环境轻微干扰信号,提升采集数据的规整度。

设置数据同步时间轴,保障所有传感器采集的数据时间节点统一,避免出现数据时序偏差。参数全部设置完成后,保存配置方案,可留存为模板用于后续同类采集工作,提升操作效率。

(三)传感器规范布设

传感器布设是实验室数据采集的关键环节,直接影响数据采集的有效性。布设前清洁采集目标部位表面,去除皮肤表面油脂、汗液、灰尘等杂质,保障传感器贴合面干净整洁,提升贴合稳定性与信号采集质量。

按照设备布设规范,将传感器固定于人体刚性肢体段表面,保持传感器摆放姿态端正,指示灯朝外、远离人体肌肤,保证传感器信号接收与传输不受遮挡。采用专用绑带固定传感器,绑带松紧力度适中,既保障传感器贴合牢固、无移位松动,又不会因束缚过紧影响肢体正常活动与局部血液循环。

双侧对称采集场景需保持两侧传感器布设位置、姿态、松紧度完全一致,保障采集条件统一。

(四)正式数据采集与过程管控

传感器布设完成后,静置片刻,确认所有传感器与接收设备信号连接稳定,软件界面显示所有设备在线、信号无中断、无异常波动。调试无误后,在软件界面点击采集启动按钮,系统开始实时记录采集数据,同时开启实时数据监测界面,全程观察数据传输状态与波形变化。

采集过程中,保持实验室环境稳定,禁止随意挪动接收设备、触碰传输线路,避免人员频繁走动、设备异动产生环境干扰。严格按照采集实验要求完成指定动作,保持动作标准、状态稳定,中途无突发停顿、异动情况。若软件界面出现信号异常、数据中断、设备离线等问题,需立即暂停采集,排查故障并修复后重新开展采集。

完成预设采集内容后,点击软件界面终止采集按钮,系统自动停止数据记录,随后手动保存本次采集数据,确认数据文件完整存储至预设路径,无文件缺失、损坏、存储不完整等问题。

(五)实验室采集收尾工作

采集工作结束后,先解除传感器绑带,平稳取下所有传感器,避免暴力拉扯导致传感器损伤或线路松动。将传感器擦拭清洁后,整齐放回充电底座卡槽内,保持传感器摆放规整,等待设备自动进入充电待机状态。

依次断开传输线材、供电线路,拆除硬件连接设备,将接收设备、线材、配件等全部收纳至便携箱体对应位置,分类摆放、固定牢固,避免运输存放过程中出现碰撞磨损。关闭电脑软件,备份本次采集数据,做好数据文件命名与分类归档,完成实验室全流程采集工作。

四、户外场景数据采集标准化操作流程

户外场景环境复杂,存在光线多变、电磁干扰复杂、场地不平整、人员活动范围大等特点,数据采集难度高于实验室场景。户外采集需在通用准备工作基础上,强化设备防护、信号稳定、环境适配等操作,整体流程分为户外设备布设、户外参数适配调试、传感器户外布设、动态数据采集、户外收尾收纳五个环节。

(一)户外设备防护与布设

户外采集前,优先选择平整、通风、无强遮挡的采集场地,避开强光直射、强风、积水、粉尘密集的区域,减少自然环境对设备与信号的影响。利用便携箱体作为设备承载基座,将接收设备、充电底座放置于箱体平稳区域,利用箱体自带防护结构实现防尘、防轻微磕碰防护。

户外供电优先采用稳定外接供电设备,保障全程供电持续稳定,避免供电中断导致采集终止。设备连接方式与实验室场景一致,完成接收设备、电脑、供电设备的线路连接,所有线路整理规整,采用固定卡扣固定线路,避免户外人员活动、风力影响导致线路拉扯、脱落、缠绕。设备布设完成后,检查所有连接点位,确认无松动、外露风险,做好设备基础防护。

(二)户外软件参数适配调试

户外环境信号干扰因素更多,需针对性调整软件采集参数,适配户外采集条件。打开myoRESEARCH软件,新建户外采集专属配置方案,保留基础通道设置,强化信号抗干扰配置,调高软件信号过滤阈值,过滤户外环境中的杂波干扰,提升数据稳定性。

切换采集模式为离线优先模式,该模式可支持传感器本地缓存数据,即便户外临时出现信号波动、短暂中断,设备仍可正常记录数据,后续可通过软件导入离线缓存数据,避免数据丢失。调整数据传输频率,适配户外动态采集需求,保障动态运动状态下的数据完整记录。

参数调试完成后,进行3至5分钟的空载信号测试,确认信号稳定、无异常波动后,方可进入下一步操作。

(三)传感器户外布设要点

户外人员肢体活动幅度更大、动作更灵活,传感器布设需重点强化固定稳定性,同时兼顾佩戴舒适性。布设前依旧完成采集部位清洁工作,去除汗液、灰尘,保障贴合基础条件。传感器摆放位置、姿态遵循实验室布设统一标准,保持对称、端正、无遮挡。

在常规绑带固定基础上,适度加固固定点位,避免大幅度肢体动作导致传感器移位、脱落。避开衣物、配饰等遮挡部位,防止户外衣物摩擦、配饰晃动干扰传感器信号采集。全部传感器布设完成后,逐一检查固定状态与信号连接状态,确认所有设备在线、信号传输通畅,无遮挡、无松动问题。

(四)户外动态数据采集管控

正式采集前,引导采集对象完成小幅热身活动,适配佩戴传感器的肢体状态,同时观察传感器信号是否随肢体动作正常变化,排查动态状态下的信号异常问题。调试无误后,启动软件采集功能,开始户外动态数据采集。采集全程安排专人监护设备状态,实时监测软件数据传输界面,关注信号稳定性、数据连续性。

户外采集过程中,尽量规避周边人员密集活动、大型设备运行等突发干扰因素,保障采集环境相对稳定。若出现短暂信号波动,无需立即终止采集,设备离线缓存模式可自动记录数据;若出现设备离线、数据持续中断等严重异常,需立即暂停采集,排查环境干扰、设备松动等问题,修复后重新采集。

完成全部户外采集动作后,终止软件采集任务,优先保存本地实时传输数据,同时记录传感器离线缓存数据信息,为后续离线数据导入做好准备。确认本次采集数据无缺失、无异常后,方可结束采集操作。

(五)户外采集收尾与数据补录

户外收尾需优先做好设备防护,快速平稳取下传感器,清洁传感器表面沾染的灰尘、汗液等污渍,及时放入充电底座,恢复设备充电待机状态。规整所有传输线路、配件,分类收纳至便携箱体,封闭箱体防护结构,避免户外环境粉尘、湿气侵入设备。

返回室内稳定环境后,开展户外离线数据补录工作,打开myoRESEARCH软件,找到离线数据导入功能,选择对应采集时段的传感器缓存数据,完成数据导入、整合,将实时传输数据与离线缓存数据合并为完整的采集数据文件。最后完成数据备份、归档,核对数据完整性,确保户外采集数据无遗漏、无损坏。

五、全场景采集常见问题排查与设备维护

(一)常见采集异常排查

数据采集过程中,易出现设备离线、信号波动、数据中断等常见问题,需掌握标准化排查方法。出现设备离线问题时,优先检查传感器电量、设备连接线路、环境干扰情况,将传感器重新归位充电待机,排查并远离电磁干扰源,重新完成设备配对即可恢复连接。

出现信号大幅波动、数据杂波过多问题时,需检查传感器贴合状态、采集部位清洁度,重新清洁肌肤、加固传感器固定位置,同时强化软件降噪参数配置,优化采集环境,减少外界干扰。出现数据存储失败问题时,检查电脑存储空间、文件存储权限,清理多余缓存文件,重新设置存储路径后再次保存数据。

(二)日常设备基础维护规范

为保障设备长期稳定运行,需做好日常维护工作。每次采集工作结束后,及时清洁传感器、接收设备、底座表面污渍,使用干燥无绒软布擦拭设备表面,禁止使用腐蚀性清洁剂、液体直接冲洗设备,避免液体渗入设备内部造成元件损坏。设备收纳需全程放置于专用便携箱体中,分类固定摆放,避免设备之间相互碰撞、挤压、摩擦。

长期闲置设备时,需定期为传感器补充电量,保持设备电池活性,避免长期亏电影响电池使用寿命。同时定期检查线路、接口状态,及时清理接口灰尘,保障线路导通、接口连接顺畅。

结语:

NORAXON Ultium Portable Lab的数据采集工作,核心在于区分实验室与户外场景的环境差异,落实标准化、差异化的操作流程。实验室场景侧重精准配置、规范布设与稳定管控,保障采集数据的精细化与重复性;户外场景侧重设备防护、抗干扰调试与动态数据保全,适配复杂多变的户外采集条件。

使用者严格遵循本文梳理的全流程操作规范,做好前期准备、中期采集管控、后期收尾维护及异常排查工作,能够有效提升数据采集的规范性与完整性,充分发挥设备的场景适配优势,为各类生物力学与运动科学相关数据采集工作提供可靠支撑。