CN101568301B - 人体身高测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人体身高测量仪，包括测量棒和地面主机，超声波信号发射单元和接收单元，同步信号发射单元和接收单元，其中一个安装在测量棒上，以及第一工作控制单元和第二工作控制单元。第一工作控制单元和第二工作控制单元通过同步信号发射单元和接收单元来控制超声波信号发射单元和接收单元同步工作，并根据超声波信号从超声波信号发射单元到超声波信号接收单元的传输时间计算测量高度。由于是利用超声波信号的单向传输来测量身高，因此减少了测量误差，提高了测量精度，使用效果好。

Description

人体身高测量仪

技术领域

本发明涉及一种人体身高测量装置，特别是涉及一种超声波人体波身高测量装置。

背景技术

超声波身高测量装置具有测量精度高、使用方便的特点。但是，现有的超声波身高测量装置是采用在测量棒上同时设置有超声波信号发射装置以及超声波信号接收装置，待测量的身高数值是根据超声波的往返时间而计算得出。其存在的缺点是假如所站立的地面不够平整，则超声波可能出现反射偏差的情况，或者超声波在传输中途碰到衣服被反射，使测量不够准确。

另外，现有的超声波身高测量装置在测量棒上设置一个直角尺机构，来确保超声波信号发射时测量棒处于水平状态。使用时让被测量者站立在背靠物上，将测量棒放置在被测量者的头顶。在测量棒与背靠物成直角时，通过人手按动开关，测量单元发射超声波信号，当测量单元接收到该信号时即可计算出身高数值。然而，由于需要站立在背靠物旁边，这样，其使用的地点受到限制，而且，由于超声波测量装置的工作需要通过人手进行操作，使用不够方便。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种精度更高的身高测量仪。为了实现本发明的目的，所采用的技术方案如下。

按照本发明的实施例，提供一种人体身高测量仪，包括测量棒和地面主机，还包括：超声波信号发射单元和接收单元，其中的一个安装在测量棒上，另一个安装在地面主机上；同步信号发射单元和接收单元，其中的一个安装在测量棒上，另一个安装在地面主机上；以及第一工作控制单元和第二工作控制单元，分别安装在测量棒和地面主机上，通过同步信号发射单元和接收单元来控制超声波信号发射单元和接收单元同步工作，并根据超声波信号从超声波信号发射单元到超声波信号接收单元的传输时间计算测量高度。

可选的是，所述测量棒包括水平倾角检测单元，用于检测测量棒的倾斜角度；其中第一工作控制单元或第二工作控制单元根据检测到的测量棒的倾斜角度对测量高度进行修正。

优选的是，所述同步信号接收单元包括多个同步信号接收点；其中第一工作控制单元或第二工作控制单元根据实际接收点与预定接收点的偏移距离，对测量高度进行修正。

还优选的是，所述多个同步信号接收点等间隔排列，所述预定接收点位于多个同步信号接收点的中间；所述预定接收点为超声波信号发射单元与超声波信号接收单元位于同一垂线上时，所对应的同步信号接收点。

再可选的是，所述的地面主机上设置有体重测量单元。

还可选的是，所述测量棒或地面主机包括：参数输入单元，用于输入被测量者的年龄和性别参数；以及人体脂肪计算单元，通过两脚底测量人体阻抗并结合输入的参数计算人体脂肪含量。

进一步可选的是，按照本发明实施例的人体身高测量仪包括显示单元，与第一工作控制单元或第二工作控制单元相连接，用于显示测量结果。

再进一步可选的是，所述测量棒设有触动开关，以启动测量棒工作。

还进一步可选的是，所述测量棒设有水平检测单元，当检测到测量棒处于水平状态时，启动测量棒工作。

进一步优选的是，所述同步信号是红外线信号、无线电信号、或者光信号。

与现有的超声波身高测量仪相比，本发明的有益效果主要体现在：

1.采用同步信号进行超声波发射与接收的同步，通过超声波单向传输来进行测量，而不需要经过反射后再测量。这样，接收到的信号强度和信噪比大很多，减少了误差，而且避免中途的障碍物的发射波的干扰；

2.通过水平倾角测量来进行误差补偿，使测量更块，更方便，精度更高；

3.光线发射角度限制测量棒的接收装置不能在水平方向偏离太远，从而也提高了测量精度。

附图说明

下面结合附图通过具体的实施例对本发明进一步说明，在整个附图中相同的部件使用相同的附图标记。

图1是按照本发明实施例的人体身高测量仪的结构框图；

图2是另一个按照本发明实施例的人体身高测量仪的结构框图；

图3是按照本发明实施例的测量棒倾斜引起的测量误差修正示意图；

图4是按照本发明实施例的包括多个同步信号接收点的示意图；

图5是图4中的B点处的局部放大图；

图6是包括体重测量单元的人体身高测量仪的结构框图；

图7是包括脂肪含量计算单元的人体身高测量仪的结构框图；

图8是包括触动开关的人体身高测量仪的结构框图；

图9是包括水平检测单元的人体身高测量仪的结构框图；

图10是同步信号和超声波信号自上而下传输的示意图；

图11是同步信号自下而上传输，而超声波信号自上而下传输的示意图；

图12是同步信号和超声波信号自下而上传输的示意图；

图13是同步信号自上而下传输，而超声波信号自下而上传输的示意图。

具体实施方式

如图1所示，按照本实施例的人体身高测量仪包括测量棒100和地面主机102。在测量棒100中，安装有超声波信号接收单元110、同步信号接收单元112、以及第二工作控制单元114。在地面主机102中，安装有超声波信号发射单元104、同步信号发射单元106、以及第一工作控制单元108。另外，超声波信号发射单元104、同步信号发射单元106和第一工作控制单元108也可以安装在测量棒100上，而超声波信号接收单元110、同步信号接收单元112和第二工作控制单元114也可以安装在地面主机102上，如图2所示。其中同步信号可以是红外线信号、无线电信号、或者其他光信号。

在测量时，将测量棒100放置在被测者的头顶。在第一工作控制单元108的控制下，同步信号发射单元106向测量棒100中的同步信号接收单元112发射同步信号，同时超声波信号发射单元104向测量棒100中的超声波信号接收单元110发射超声波信号；第二工作控制单元114根据同步信号接收单元112接收到的同步信号，使超声波信号接收单元110与超声波信号发射单元104同步工作(即同时启动)，第二工作控制单元114根据超声波信号接收单元110接收到超声波信号时的延迟时间(也就是从启动至接到超声波信号的时间)，结合超声波在空气中的传播速度，计算出测量者的身高。也就是说，通过计算超声波信号从发射单元104到接收单元110的传输距离，得出被测量者的身高。

可选的是，按照本实施例的人体身高测量仪还可包括显示单元116，用于显示测量结果。其中显示单元116可位于测量棒100上，也可位于地面主机102上，如图1和2所示。

再可选的是，按照本实施例的人体身高测量仪还可包括水平倾角检测单元118，用于检测测量棒的倾斜角度，见图1和2；其中第二工作控制单元114(或第一工作控制单元108)基于水平倾角检测单元118检测到的测量棒100的倾斜角度对测量高度进行修正。如图3所示，通过修正后的实际身高H0通过下式得出：

H0＝H1-E1＝H1-L1×sin(A)，

其中L1是超声波信号发射单元与被测者头顶接触点之间的距离，A是测量棒倾斜角度，H1是测量的身高，H0是修正后的实际身高。

如图4所示，按照本实施例的人体身高测量仪的同步信号接收单元112优选地可以包括多个接收点，据此可以对测量棒100在水平方向的偏移造成的测量误差进行修正。作为举例，同步信号接收单元112包括三个接收点112-1、112-2和112-3，它们等间隔一字排列，间距略大于同步信号射束的宽度。其中位于中间的接收点112-2为预定接收点，即超声波信号发射单元与超声波信号接收单元位于同一垂线上时，所对应的同步信号接收点。

如图5所示，根据接收到同步信号的接收点与预定接收点之间的距离可以确定偏移距离L2，测量高度H1、真实高度H0和偏移距离L2构成一个直角三角形，因此，可对测量棒100在水平方向的偏移造成的测量误差进行如下修正：

(H1)²＝(H0)²+(L2)²，

$H0=\sqrt{{\left(H1\right)}^2-{\left(L2\right)}^2}.$

还可选的是，地面主机102上还可包括体重测量单元120，在测量身高的同时，也可测量体重，并将测量结果显示在显示单元116上，如图6所示。

进一步可选的是，地面主机102还可包括：参数输入单元122，用于输入被测量者的年龄和性别参数；以及人体脂肪计算单元124，通过测量两脚底之间的人体阻抗并结合输入的参数计算人体脂肪含量，并将计算结果显示在显示单元116上，如图7所示。

再进一步可选的是，在测量棒100上可以设置触动开关126，当把测量棒100放置在被测者头顶时，触动开关126闭合，从而启动测量，如图8所示。

还进一步可选的是，在测量棒100上可设置水平检测单元128，当检测到测量棒100处于水平状态时，启动测量，如图9所示。

此外，按照本实施例的人体身高测量仪中的超声波信号发射单元104与超声波信号接收单元110、同步信号发射单元106与同步信号接收单元112所安装的位置可以有多种。如图10所示，超声波信号发射单元104与同步信号发射单元106被安装在测量棒100上，而超声波信号接收单元110与同步信号接收单元112被安装在地面主机102上，同步信号和超声波信号自上而下传输；如图11所示，超声波信号发射单元104与同步信号接收单元112被安装在测量棒100上，而超声波信号接收单元110与同步信号发射单元106被安装在地面主机102上，同步信号自下而上传输，而超声波信号自上而下传输；如图12所示，超声波信号发射单元104与同步信号发射单元106被安装在地面主机102上，而超声波信号接收单元110与同步信号接收单元112被安装在测量棒100上，同步信号和超声波信号自下而上传输；如图13所示，超声波信号接收单元110与同步信号发射单元106被安装在测量棒100上，而超声波信号发射单元104与同步信号接收单元112被安装在地面主机102上，同步信号自上而下传输，而超声波信号自下而上传输。

以上通过具体的实施例对本发明做了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例，还可以对本发明做许多修改与变换，例如同步信号接收点的个数还可以改变为4个、5个、6个、7个等等。另外，本申请说明书和权利要求书中所使用的一些术语，例如“第一”、“第二”、“上、下”、“水平”等，只是为了便于描述，并不是对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种人体身高测量仪，包括测量棒和地面主机，其特征在于还包括：

超声波信号发射单元和接收单元，其中一个安装在测量棒上，另一个安装在地面主机上；

同步信号发射单元和接收单元，其中一个安装在测量棒上，另一个安装在地面主机上；以及

第一工作控制单元和第二工作控制单元，其中一个安装在测量棒上，另一个安装在地面主机上；通过同步信号发射单元和接收单元来控制超声波信号发射单元和接收单元同步工作，并根据超声波信号从超声波信号发射单元到超声波信号接收单元的传输时间计算测量高度；

其中所述同步信号接收单元包括多个同步信号接收点；第一工作控制单元或第二工作控制单元根据实际接收点与预定接收点的偏移距离，对测量高度进行修正。

2.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于，所述测量棒还包括：

水平倾角检测单元，用于检测测量棒的倾斜角度；

其中第一工作控制单元或第二工作控制单元根据检测到的测量棒的倾斜角度对测量高度进行修正。

3.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述多个同步信号接收点等间隔排列，所述预定接收点位于多个同步信号接收点的中间；所述预定接收点为超声波信号发射单元与超声波信号接收单元位于同一垂线上时，所对应的同步信号接收点。

4.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述的地面主机上还设置有体重测量单元。

5.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于，所述 测量棒或者地面主机还包括：

参数输入单元，用于输入被测量者的年龄和性别参数；以及

人体脂肪计算单元，通过两脚底测量人体阻抗并结合输入的参数计算人体脂肪含量。

6.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于，还包括：

显示单元，与第一工作控制单元或第二工作控制单元相连接，用于显示测量结果。

7.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述测量棒设有触动开关，以启动测量棒工作。

8.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述测量棒设有水平检测单元，当检测到测量棒处于水平状态时，启动测量棒工作。

9.根据权利要求1所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述同步信号是无线电信号、或者光信号。

10.根据权利要求9所述的人体身高测量仪，其特征在于：

所述光信号是红外线信号。 

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