CN102068259A - 人体体形监测装置 - Google Patents

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Abstract

一种人体体形监测装置，涉及医疗辅助器械技术领域，所解决的是预防脊柱变形的技术问题。该装置包括微处理模块、信号放大模块、模数转换模块、存储模块、双轴倾角传感器、通信连接件、姿态设置按钮和报警蜂鸣器；所述微处理模块的通信接口经一通信芯片连接到通信连接件，其信号输入口连接姿态设置按钮，其信号输出口连接报警蜂鸣器，其数据交换接口连接存储模块；所述双轴倾角传感器依次串接信号放大模块、模数转换模块到微处理模块的数据采集接口；所述存储模块中存有三个参数值，分别为前弯角度阈值、侧弯角度阈值及弯曲时间阈值。本发明提供的装置，能实时提醒使用者矫正错误体态。

Description

人体体形监测装置
技术领域
本发明涉及医疗辅助器械技术，特别是涉及一种人体体形监测装置的技术。
背景技术
人体在生长发育阶段由于骨质柔韧、可塑性强，因此在该阶段如果行姿及坐姿不正确，容易导致脊柱后弯、侧弯，长期发展下去则会形成驼背，这对人的发育和身心健康都是不利的。目前医学上尚无有效治疗脊柱弯曲的手段，对于驼背情况，一般都采用让患者长期穿戴特制的支架器具的方法，以期借用机械力来达到强行扳正弯曲脊柱的效果，目前市场上的“背背佳”就属于这类产品，但是这种手段是事后的，带有强制的束搏力，治疗过程较长且很难治愈，对患者的身体耐受力和意志力都是一个考验。由此可见，在人体生长发育阶段保持正确的行姿及坐姿是防止脊柱变形的正确方法，但是有很多人在日常生活中会采用错误的行姿及坐姿，而且采用了错误的行姿及坐姿后通常也没有旁人去及时提醒，使得这部分人发生脊柱变形的概率较高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能实时监测使用者的体形状态，并在使用者采用错误体态时实时提醒使用者矫正体态，辅助使用者预防脊柱变形的人体体形监测装置。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种人体体形监测装置，其特征在于：包括微处理模块、信号放大模块、模数转换模块、存储模块、双轴倾角传感器、通信连接件、姿态设置按钮和报警蜂鸣器；
所述微处理模块设有一数据采集接口、一通信接口、一信号输入口、一信号输出口、一数据交换接口，其通信接口经一通信芯片连接到通信连接件，其信号输入口连接姿态设置按钮，其信号输出口连接报警蜂鸣器，其数据交换接口连接存储模块；
所述双轴倾角传感器依次串接信号放大模块、模数转换模块到微处理模块的数据采集接口；
所述存储模块中存有三个参数值，分别为前弯角度阈值、侧弯角度阈值及弯曲时间阈值。
进一步的，所述微处理模块、信号放大模块、模数转换模块、存储模块均内置于一微处理芯片中，该微处理芯片的型号为C8051F314。
进一步的，所述双轴倾角传感器的型号为IXZ-500。
本发明提供的人体体形监测装置，利用双轴倾角传感器和微处理模块实时监测使用者的体态变化，当使用者采用错误体态时间过长时能实时发出告警音提醒其注意矫正体态，能有效辅助使用者预防脊柱变形。
附图说明
图1是本发明实施例的人体体形监测装置的结构框图；
图2是本发明实施例的人体体形监测装置的电路图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1-图2所示，本发明实施例所提供的一种人体体形监测装置，其特征在于：包括微处理模块21、信号放大模块22、模数转换模块23、存储模块24、双轴倾角传感器U1、通信连接件J2、姿态设置按钮SW1和报警蜂鸣器LS1；
所述微处理模块21、信号放大模块22、模数转换模块23、存储模块24均内置于一微处理芯片U2中；
所述微处理模块21设有一数据采集接口、一通信接口、一信号输入口、一信号输出口、一数据交换接口，其通信接口经一通信芯片U3连接到通信连接件J2，其信号输入口连接姿态设置按钮SW1，其信号输出口连接报警蜂鸣器LS1，其数据交换接口连接存储模块24；
所述双轴倾角传感器U1依次串接信号放大模块22、模数转换模块23到微处理模块21的数据采集接口；
所述存储模块24中存有三个参数值，分别为前弯角度阈值、侧弯角度阈值及弯曲时间阈值。
本发明实施例中，所述微处理芯片U2的型号为C8051F314，所述通信芯片的型号为SP3220E。
本发明实施例中，所述双轴倾角传感器的型号为IXZ-500，该双轴倾角传感器能检测两个方向的运动角度，且两个检测方向相互垂直。
本发明实施例佩戴在人体上使用，使用者佩戴时须使双轴倾角传感器的一个检测方向朝向使用者正前方，该检测方向对应人体脊柱的前弯，另一检测方向朝向使用者的左侧或右侧，该检测方向对应人体脊柱的侧弯。
本发明实施例的工作原理如下：
双轴倾角传感器实时采集两个检测方向的运动角度，其中一个检测方向的运动角度对应人体脊柱的前弯角度，另一个检测方向的运动角度对应人体脊柱的侧弯角度，双轴倾角传感器所采集的人体脊柱的前弯角度和侧弯角度数据先经信号放大模块放大，再经模数转换模块转换为数字信号后传递给微处理模块；
本发明实施例在关闭状态下，使用者佩正确戴好本发明实施例的人体体形监测装置后，并在采用正确体态的状况下按下姿态设置按钮，微处理模块检测到姿态设置按钮按下且持续时间到达3秒后，将双轴倾角传感器当前所采集的人体脊柱的前弯角度和侧弯角度数据作为初始值，并读取存储模块中的前弯角度阈值、侧弯角度阈值和弯曲时间阈值，然后开始实时监测双轴倾角传感器所采集的数据；
当使用者体态发生变化时，双轴倾角传感器实时采集人体脊柱的前弯角度和侧弯角度数据并传递给微处理模块，微处理模块将接收到的人体脊柱的前弯角度实时值和侧弯角度实时值及其采集时间一并存入存储模块中，并分别与人体脊柱前弯角度初始值和侧弯角度初始值进行比较；
如果微处理模块检测到人体脊柱的前弯角度实时值与前弯角度初始值之间的差值大于前弯角度阈值，或人体脊柱的侧弯角度实时值与侧弯角度初始值之间的差值大于侧弯角度阈值，则表明人体体态处于错误状态，则开启一个新的计时器对该错误状态的持续时间进行计时，同时继续实时监测使用者的体态变化，如果在计时器的计时值达到弯曲时间阈值之前微处理模块检测到人体脊柱的前弯角度实时值与前弯角度初始值之间的差值小于前弯角度阈值，而且人体脊柱的侧弯角度实时值与侧弯角度初始值之间的差值小于侧弯角度阈值，则表明人体体态已恢复至正常状态，则关闭计时器，如果计时器的计时值达到弯曲时间阈值，则表明人体体态处于错误状态的时间过长，则关闭计时器，同时微处理模块通过其信号输出口发送一个告警信号给报警蜂鸣器，使报警蜂鸣器持续发出告警声，提醒使用者注意体态；
在报警蜂鸣器持续发出告警声的状态下，如果微处理模块检测到人体脊柱的前弯角度实时值与前弯角度初始值之间的差值小于前弯角度阈值，而且人体脊柱的侧弯角度实时值与侧弯角度初始值之间的差值小于侧弯角度阈值，则表明人体体态已恢复至正常状态，通过其信号输出口发送一个告警解除信号给报警蜂鸣器，使报警蜂鸣器停止发声。
本发明实施例通过其通信连接件连接计算机后，可将存储模块中存放的采集数据传递给计算机，通过计算机协助查验使用者的使用情况，以便后续监督指导。
本发明实施例在开启状态下，使用者按下姿态设置按钮，微处理模块检测到姿态设置按钮按下且持续时间到达3秒后，即可将本发明实施例关闭，使其进入微功耗待机状态。
本发明实施例在开启状态下脱离人体静放时，微处理模块接收到的人体脊柱的前弯角度实时值和侧弯角度实时值不会发生变化，当微处理模块接收到的人体脊柱的前弯角度实时值和侧弯角度实时值未发生变化持续时间达到3分钟，则自动转换至微功耗待机状态。

Claims (3)

1.一种人体体形监测装置，其特征在于：包括微处理模块、信号放大模块、模数转换模块、存储模块、双轴倾角传感器、通信连接件、姿态设置按钮和报警蜂鸣器；
所述微处理模块设有一数据采集接口、一通信接口、一信号输入口、一信号输出口、一数据交换接口，其通信接口经一通信芯片连接到通信连接件，其信号输入口连接姿态设置按钮，其信号输出口连接报警蜂鸣器，其数据交换接口连接存储模块；
所述双轴倾角传感器依次串接信号放大模块、模数转换模块到微处理模块的数据采集接口；
所述存储模块中存有三个参数值，分别为前弯角度阈值、侧弯角度阈值及弯曲时间阈值。
2.根据权利要求1所述的人体体形监测装置，其特征在于：所述微处理模块、信号放大模块、模数转换模块、存储模块均内置于一微处理芯片中，该微处理芯片的型号为C8051F314。
3.根据权利要求1所述的人体体形监测装置，其特征在于：所述双轴倾角传感器的型号为IXZ-500。
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