CN101023327B - 阻抗计型体重秤 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种阻抗计型体重秤，该体重秤包括测量盘(1)，测量盘(1)由秤重基座支撑，秤重基座配有至少一个称重传感器，并且测量盘配有至少两个电极(2，3，4，5)以用于在秤重时与人体的脚部相接触，其中，所述电极与用于测量生物电阻抗和显示人体构成的电子电路相连接。根据本发明所述，电极(2，3，4，5)的接触部分包括由导电材料制成的支承结构或层，该支承结构或层被部分地覆盖以电绝缘材料淀积物。

Description

阻抗计型体重秤

本发明涉及一种用于测量人体构成的装置，尤其是体重秤型装置，该装置包含人体生物电阻抗测量电路，该电路与计算部件相连，计算部件可计算出脂肪总量百分比、体内水的含量或其它与人体新陈代谢相关的参数。

在本申请人所拥有的FR 2 830 740的专利文献中示出了这样一种用于测量人体构成的装置。该装置带有测量盘，测量盘由称重传感器支撑，称重传感器与常规的电路和显示装置相连。电路还包含电子组块和电源，电子组块用来测量生物电阻抗，电源能够产生可变的电信号，电信号可穿过人体。信号通过两个激发电极穿过人体，这样得到的信号在两个测量电极的端子处进行测量。电极由钢材料制成，并由测量盘支撑，测量盘由塑料材料制成。当进行测量时，使用者直立站在测量盘上，裸露的脚支撑于电极上。虽然其运转还令人满意，但该装置在使用时舒适度不足，当使用者的脚与电极金属块接触时，经常后有寒冷的感觉。此外，由于金属电极占据了测量盘很大的面积，这些装置的外观设计选择变得非常少。

EP 1 212 981专利文献示出了一种阻抗计型体重秤，该体重秤包含用树脂材料制成的上部盘，盘上以复制模(surmoulées)的方式模制有电极。四个电极首先被模制在导电的树胶上，并将连接电线埋入树胶中。然后，盘通过用复制模对电极进行浇铸而形成，并且其一部分是绝缘的。显示装置固定在盘上，该整体随后装在下部金属支架上。电极连接电线与中央电路板焊接。当然，这种装置可以给秤重带来舒适感，也可以在绚丽多彩的树胶上安装电极，但该装置的缺点是，需要多次进行复制模浇铸步骤和其他的补充组装步骤，因此也增加了制造时间，提高了装置的价格。

EP 1 125 550中的装置示出了另一种测量人体构成的装置，该装置中，电极由设置在以玻璃或树胶制成的平坦的盘上的薄层的导体淀积物的构成。当然，与前述装置相比，该装置保证了测量盘良好的透明度以及脚与电极接触时的舒适度，但该装置较难实现，且比较昂贵。

EP 1 336 826文献示出了一种阻抗计型体重秤，该装置包含由玻璃制成的上部盘，导电轨迹形成电极及其引线并通过薄层淀积(

)技术置于上部盘上。但这种淀积显得不够坚固，一个导电轨迹的磨损就会导致装置停止运转。再者，导电轨迹通过导电墨实现，而导电墨很昂贵，因为它使用昂贵的导电材料，此外，这些导电墨或者膏的颜色极其有限。

本发明的目的在于至少部分地弥补上述的不足，它提出了一种用于测量人体构成的装置，该装置可以避免人与金属电极接触时产生的冰冷感觉，同时可以实现更有益的电极和支撑它的测量盘的外观设计。

本发明的另一个目的在于提出一种结构简单并坚实的测量人体构成的装置，该装置同时可安全的运行，并可以较低的制造成本实现产业化。

这些目的可通过一种阻抗计型体重秤实现，该体重秤包含测量盘，测量盘由秤重基座支撑，秤重基座配有至少一个称重传感器，并且测量盘配有至少两个电极以用于在秤重时与人体的脚部相接触，所述电极与用于测量生物电阻抗和显示人体构成的电子电路相连接，其特征在于，所述电极的接触部分包括由导电材料制成的支承结构或层，该支承结构或层被部分地覆盖以电绝缘材料淀积物.

上述电极最好是金属质的(最好是不锈钢，铝，铜，等)，但也可以由充有黑炭的聚合物、导电树胶，甚至以在绝缘基座上的导电层或者淀积物的形式形成。

当这些电极由两个基本上平坦的金属板或基本上平坦的金属栅网形成时，可利用复制模浇铸技术或者机械固定技术使这些电极与装置测量盘形成为一体。测量盘最好由塑料材料或者是不透明或透明的另一种绝缘材料制成。

绝缘材料(绝缘材料，例如，绝缘墨或者绝缘漆，植绒制成的纺织品纤维的淀积物，织纹纤维的淀积物，栅网，等)的部分淀积，其含义可以理解为，电极的表面仅部分地被这种淀积物覆盖，而其它的部分仍然导电，以便保证与使用者脚底的良好接触。在实验室中做的测试已经证实，在采用平坦的金属电极情况下，至少0.5cm²的导电面积就可以保证在良好的条件下测量人体的阻抗，电极其余的面积则可以由绝缘材料的淀积物覆盖。

因此，绝缘材料是以这样的方式部分地淀积在电极的由导电材料制成的支承结构上的，它可以同时保证与使用者脚底的良好接触，以及非常舒适的接触，而且这种淀积物材料具有美观的特性，触感轻柔或防滑。

有益的是，所述绝缘材料是以在所述支承结构上至少界定出两个导电面以及将它们连接起来的导电桥的方式淀积的。

电极的导电面可被一个或多个绝缘材料制成的线条或面覆盖，这些线条或面基本上均匀地分布并覆盖电极的一部分。剩余的导电面必须大于等于0.5cm²，它们可以是非常局部化的(呈圆形或正方形等)，或者也可以是展开式的，例如，根据电极的一个对角线展开。此外，当这个或这些绝缘线条界定至少两个导电面且有导电桥将二者连接时，接触面积加大，并可允许与脚的多角度接触(例如，绝缘材料可以淀积在中央，留出导电的周边，或/和，可以相对于中轴线侧向地淀积，并在中间部分留出一条垂直的线条或/和一条水平的线条，或者以阴影线形式淀积，等)。

所述电绝缘材料最好是印刷用清漆(vernis)或者墨。

印刷用墨或者清漆具有很好的美感特性，因为有很多颜色可以选择，它们还具有很好的光泽特性，同时可以非常容易地通过印刷技术以纤细的线条的形式形成在平坦的支承结构上。这样的淀积物可以得到与测量盘面相配或者协调的色彩缤纷的电极。然而，优选地在印刷用墨或者清漆中选择那些具有很好的耐磨特性，以及对酒精、水、肥皂或除垢剂的清洗有较强的耐受特性。例如，采用环氧墨是优选的，因为它们可以满足这些要求。

有益的是，所述电绝缘材料可以按照多个靠近的线条的形式淀积在所述支承结构上。

这种具有同样尺寸(线条的宽度或长度)或不同尺寸的靠近的线条(线，曲线或点的整体)，可以实现电极的一定装饰图案或外观设计。再者，通过这种淀积物我们可以得到颜色的渐弱，阴影或组合以达到所追求的美学效果。

所述绝缘材料最好以多个靠近的点的形式平均分布地淀积在导电支承结构上。

使这些纤细的半球形墨或清漆点均匀地淀积在电极面上，这些点之间留有导电的、没有被覆盖的接触面.这种淀积可通过印刷或喷镀技术简单地实现，并且它使人从远处看去有种整个电极面被总体着色的感觉.这样淀积的点也可以或者相互分离的或者至少是相切的或者相毗邻的，但其前提条件是，淀积物的厚度必须足够小，以使脚底与剩余的或者说是没有被覆盖的电极面的导电部分充分接触.

有益的是，所述绝缘材料呈现每平方厘米60个点的网状结构，以达到覆盖率小于等于50％。

覆盖率(或者覆盖)在这里应被理解为是淀积物覆盖面积与电极总面积之比。因此，在实验室中的测试已经证实，绝缘材料以点的形式平均地分布、呈现每平方厘米60个点的网状结构以达到覆盖率小于等于50％的这种淀积，可以得到与使用没有淀积绝缘材料覆盖的不锈金属的电极一样的阻抗测量结果。

再者，这种覆盖率可以利用印刷技术通过墨的淀积而轻松地实现，由于点之间不会相互接触，所以可以得到由色彩缤纷的点组成的绝缘面，而绝缘点之间呈现导电桥。实际上，当覆盖率水平较高时(大于50％)，大部分本来没有被覆盖的面被覆盖，因为当覆盖率高时，墨点之间相切或者相毗邻，促使盈余的墨覆盖电极的整个面。这些盈余的墨在表面张力作用下将覆盖在淀积时没有被覆盖的面。此外，当淀积在电极导电面的绝缘半球形点过于靠近时，由于它们具有一定高度，因此会阻碍使用者的皮肤与没被覆盖的导电部分的接触。

有益的是，所述淀积通过丝网印刷技术在所述支承结构上实现。

这种墨或者清漆的淀积可以通过喷墨型喷镀(pulvérisation)技术，或其他所有的允许淀积相互靠近的点、并留有足够的电极的导电接触面以进行人体生物电抗阻测量的印刷技术实现。但是，使用丝网印刷技术是优选的，因为它比较容易使用，尤其是在产业化制造以切割而成的钢带为基础的金属电极时。因此，可在已切割和冲制的电极上实现此淀积。在另一种生产模式中，丝网印刷淀积可在未切割的钢带上进行，后者可被展开，进行丝网印刷，然后再卷起来以备以后的切割，该操作不会改变生产流。

在本发明的一个实施例中，所述绝缘材料是一种聚氨树脂或者一种聚丙烯胶或环氧胶，它们以多个靠近的线条的形式淀积在由导电材料制成的所述面或所述支承结构上。

这样淀积的优点是可以保持透明，并可方便地淀积在电极的导电支承结构上。这样的淀积可以保持导电部分的美感外观，并提供高质量的轻柔或防滑触感。

在实践中，这些线条是凸出的线条，因此必须在凸出的线条之间保证最低的间距。这个间距与凸出的线条的高度成正比。实际上，由绝缘材料制成的线条越突出和靠近，它们越会趋向于阻碍人体脚底与基座导电面的接触。因此，这个间距必须至少是线条高度的两倍以上。

通过以下针对本发明的并非局限性的一个具体实施例的详细说明并结合附图，可以更好地了解本发明：

图1示出了本发明装置的立体图；

图2a示出了图1所示的装置的电极，图2b示出了图2a所示的细部A的放大尺寸的视图。

图1示出了本发明所述阻抗计型体重秤的立体图。该体重秤在其上部包括配备有激发电极2，3和测量电极4，5的盘1，以及显示装置窗口6。多个按钮7安装在显示装置窗口6的侧边，用来在显示装置屏幕的菜单中导航，尤其是用来输入年龄值，性别类型，身高，等，确认输入的数值，调出存储数据，或在屏幕上显示特定的测量参数、历史记录、等等。

盘1的下部被基座8封闭，支脚9穿过基座8支撑于地面。每个支脚9隐藏有应变仪型称重传感器，其例子如申请人所拥有的FR 2 830 740的专利文献中所述的传感器，称重传感器的一个支撑区固定在支脚9的内部，另一个支撑区与盘1的下部相接触。

重量测量电路和人体生物电抗阻测量电路的测量信号传到带有微处理器的电子卡中，微处理器能够计算出脂肪量的比率、不含脂肪的比率，并将计算结果以及测量的体重发送到显示装置6。

在如图所示的实施例中，电极2，3，4，5是由切割而成的不锈金属带制成的金属板，金属板通过冲压以便得到想要的形状和尺寸。例如，如图2a所示，电极2呈椭圆形，其尺寸为60mm×100mm。通过使色彩缤纷的墨或者清漆通过丝绸网版，就可在用于与使用者脚底接触的整个电极2的金属面上实现丝网印刷。

丝网印刷后得到的图案可在图2b中更清楚地看到，墨滴形成的点12均匀地分布在电极2的没被遮盖的导电面11上。

使用环氧化的色彩缤纷的墨是优选的，因为它们的耐磨性和对酒精、水、肥皂或除垢剂的清洗性的耐受较好。

如图2b所示，通过给每个点着色形成的图案，可以通过使用每平方厘米60个点的网状结构和50％的覆盖率来实现。在实验室为带有如前所述制成的电极的本发明阻抗计型体重秤做抗阻测试时，经证实，测量结果与带有没有被淀积的绝缘材料覆盖的不锈金属制成的电极的装置所做的测量结果相同。对于使用的墨和清漆，50％的覆盖率可以得到由绝缘材料制成的通过导电桥分开的独立的点。此外，当远距离观看时，例如当装置被放在地上，使用者在旁边直立瞟视它时，其总体的着色感会使人感到非常好的着色效果。

本发明还包含在权利要求范围内的其他变化形式。

因此，点12可以呈现其他想要的几何形状(正方形，长方形，多边形，椭圆形，星形等)和想要的颜色，以便使其与装置的测量盘或者周围环境(浴室颜色等)相协调。

在本发明的一个变化形式中，绝缘体的淀积可以在某些地方呈现更为紧凑的线条或点的形状，以便得到特定的外观或图案(例如，同心圆，波纹闪光效果，压痕外观等)。

在本发明的另一变化形式中，测量盘是透明的(例如由玻璃制成)，电极最好是透明的，这可通过在透明的盘上淀积导电的ITO或者SnO2得到。另外，淀积的绝缘体也是透明的，这可通过在支承结构上淀积聚氨树脂或聚丙烯胶或环氧化胶并通过现场聚合得到。这样的绝缘体淀积可以在保证在得到轻柔的触感的同时防止出现在像玻璃这样的滑面上打滑。

Claims (12)

1.一种阻抗计型体重秤，包括测量盘(1)，测量盘(1)由称重基座支撑，称重基座配有至少一个称重传感器，并且测量盘配有至少两个电极(2，3，4，5)以用于在称重时与人体的脚部相接触，所述电极与用于测量生物电阻抗和显示人体构成的电子电路相连接，其特征在于，所述电极(2，3，4，5)的接触部分包括由导电材料制成的支承结构，该支承结构被部分地覆盖以电绝缘材料制成的淀积物。

2.根据权利要求1所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料是以在所述支承结构上至少界定出两个导电面以及将它们连接起来的导电桥的方式淀积的。

3.根据权利要求1所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料是印刷用清漆或者墨。

4.根据权利要求2所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料是印刷用清漆或者墨。

5.根据权利要求3所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料按照多个靠近的线条的形式淀积在所述支承结构上。

6.根据权利要求4所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料按照多个靠近的线条的形式淀积在所述支承结构上。

7.根据权利要求3所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料按照多个靠近的点的形式平均分布地淀积在所述支承结构上。

8.根据权利要求4所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料按照多个靠近的点的形式平均分布地淀积在所述支承结构上。

9.根据权利要求7所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料呈现每平方厘米60个点的网状结构，以达到覆盖率小于等于50％。

10.根据权利要求8所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料呈现每平方厘米60个点的网状结构，以达到覆盖率小于等于50％。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述淀积物是通过丝网印刷技术在所述支承结构上实现的。

12.根据权利要求1所述的阻抗计型体重秤，其特征在于，所述电绝缘材料是利用聚氨树脂或者聚丙烯胶或环氧胶，以多个靠近的线条形式淀积在所述支承结构上。

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