CN108937930B - 生物阻抗测量辅助装置及具有该装置的生物阻抗测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物阻抗测量辅助装置，包括两个导电支架，且导电支架上设置有电性连接的电极连接部和触摸部，电极连接部提供预设导电面积，触摸部接触预设面积的手指皮肤。测量生物阻抗时将导电机支架装于可穿戴设备，保证第一生物阻抗测量电极被接触导通，然后将手指放置在触摸部，导电支架与手指及第一生物阻抗测量电极的接触面积均保持不变。克服在生物阻抗测量过程中手指与电极接触面积不固定的问题，保证接触面积固定不变，减小误差，提高测量准确率。本发明还公开了一种具有上述辅助装置的生物阻抗测量系统。

Description

生物阻抗测量辅助装置及具有该装置的生物阻抗测量系统

技术领域

本发明涉及生物参数测量领域，特别是涉及一种生物阻抗测量辅助装置。此外，本发明还涉及一种具有该辅助装置的生物阻抗测量系统。

背景技术

体脂测量是通过测量人体内的脂肪含量，从而获取人体的健康状况信息，现有技术中，可以通过生物阻抗测量系统测量人体的生物阻抗，进而获取体脂，如体脂测量手表、体脂测量手环等体脂测量可穿戴设备的正面设置有第一生物阻抗测量电极，背面设置有第二生物阻抗测量电极。测量体脂时，第二生物阻抗测量电极与佩戴可穿戴设备的手腕皮肤相接触，另一只手伸出两根手指分别按压在第一生物阻抗测量电极上，同时保证两个手腕互相不接触，进而通过电流的流动实现体脂测量。

但是现有的第一生物阻抗测量电极为弧形结构，测量体脂的过程中，外界环境的影响及手指按压力度的变换均会导致手指与电极接触面积的变化，进而导致体脂测量值的变化，多次测量时如无法控制变量，则无法形成有效的测量数据，测量结果误差较大，且不同使用者手指大小的不一致也会导致测量数据不准确，无法形成有效的对比数据。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物阻抗测量辅助装置，通过设置接触第一生物阻抗测量电极的电极连接部，保证与导电支架与第一生物阻抗测量电极的接触面积固定不变，减小误差，提高测量准确率。本发明的另一目的是提供一种具有上述辅助装置的生物阻抗测量系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种生物阻抗测量辅助装置，包括两个导电支架，所述导电支架相背的两侧分别设置有电性连接的电极连接部和触摸部，所述电极连接部设置有第一接触面，两个所述第一接触面用于分别与可穿戴设备正面的两个第一生物阻抗测量电极接触贴合并电性连接，所述触摸部设置有第二接触面，两个所述第二接触面用于分别与两个手指皮肤接触贴合并电性连接。

优选地，两个所述导电支架连接有连接装置，两个所述第一接触面分别设置于两个所述导电支架的底端的内侧，两个所述第二接触面分别设置有两个所述导电支架的顶端，所述连接装置能够使两个所述导电支架的底端相互靠近以夹紧可穿戴设备。

优选地，所述连接装置包括两个连接部，两个所述连接部的外端分别固定连接两个所述导电支架的内侧，两个所述连接部的内端铰接，两个所述导电支架之间设置有能够拉动两个所述导电支架相互靠近的弹簧。

优选地，所述连接部包括两个相互平行的连接杆，两个所述连接杆的外端与对应的所述导电支架的内侧连接，两个所述连接杆的内端均设置有连接孔，所述连接装置还包括穿过全部所述连接孔的销钉。

优选地，所述导电支架的外侧设置有按压定位槽。

优选地，所述电极连接部具体为与所述第一生物阻抗测量电极形状匹配的凹槽，所述第一接触面为所述凹槽的内侧面。

优选地，所述凹槽包括向两端延伸的扩展槽。

优选地，所述凹槽内设置有导电泡棉。

优选地，所述触摸部具体为用于手指进入的测量孔，所述第二接触面为所述测量孔的内壁。

本发明还提供一种生物阻抗测量系统，包括可穿戴设备和如上述任意一项所述的生物阻抗测量辅助装置，所述可穿戴设备的正面设有两个第一生物阻抗测量电极，所述生物阻抗测量辅助装置的两个所述电极连接部分别与两个所述第一生物阻抗测量电极贴合。

本发明提供一种生物阻抗测量辅助装置，包括两个导电支架，导电支架可拆卸地连接可穿戴设备，且导电支架上设置有电性连接的电极连接部和触摸部，电极连接部接触预设面积可穿戴设备的第一生物阻抗测量电极，触摸部接触预设面积手指皮肤。测量人体生物阻抗时将导电支架安装于可穿戴设备，保证第一生物阻抗测量电极被接触导通，然后将手指放置在触摸部，导电支架与手指皮肤及第一生物阻抗测量电极的接触面积保持不变，外界环境的影响及手指按压力度的变化均不会改变接触面积，多次测量时也不会因接触面积的变化产生误差，提高测量准确率，形成有效的测量数据，且测量不同直径的手指时，接触面积也是不会变化的，因此测量数据准确性较高，能够提供有效的对比数据。

本发明还提供一种具有上述生物阻抗测量辅助装置的生物阻抗测量系统，由于上述辅助装置具有上述技术效果，上述生物阻抗测量系统也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的剖视示意图；

图2为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的分解示意图；

图3为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的局部放大示意图；

图4为本发明所提供的可穿戴设备的一种具体实施方式的分解示意图。

其中：1.导电支架 11.测量孔 12.凹槽 13.按压定位槽

14.扩展槽 15.导电泡棉 21.连接杆 22.弹簧 23.销钉

3.屏幕盖 4.第一生物阻抗测量电极 5.上壳组件 6.显示屏 7.电池组件

8.体脂测量模组 9.下壳组件 10.第二生物阻抗测量电极

具体实施方式

本发明的核心是提供一种生物阻抗测量辅助装置，通过设置接触第一生物阻抗测量电极的电极连接部，保证与导电支架与第一生物阻抗测量电极的接触面积固定不变，减小误差，提高测量准确率。本发明的另一核心是提供一种具有上述辅助装置的生物阻抗测量系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图4，图1为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的剖视示意图；图2为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的分解示意图；图3为本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置的一种具体实施方式的局部放大示意图；图4为本发明所提供的可穿戴设备的一种具体实施方式的分解示意图。

本发明具体实施方式提供一种生物阻抗测量辅助装置，用于生物阻抗测量系统，与其配合工作的可穿戴设备包括相互扣合的上壳组件5和下壳组件9，分别为可穿戴设备的正面和背面，内部依次安装有显示屏6、电池组件7和生物阻抗测量模组8，上壳组件5的上方设置有屏幕盖3，上壳组件5上部两侧边缘设置有两个第一生物阻抗测量电极4，第一生物阻抗测量电极4的形状与上壳组件5匹配，即第一生物阻抗测量电极4根据上壳组件5的形状贴附于上壳组件5。下壳组件9下部两侧便于设置有两个第二生物阻抗测量电极10，第一生物阻抗测量电极4和第二生物阻抗测量电极10均与生物阻抗测量模组8导通。也可根据情况调整各部件的位置及连接方式等。上述可穿戴设备可以为体脂测量手表，也可为体脂测量手环等能够穿戴与人体的智能穿戴设备，上壳组件5和下壳组件9可以为圆形壳，也可以为方形壳。

生物阻抗测量辅助装置包括两个导电支架1，导电支架1可拆卸地连接可穿戴设备，且导电支架1相背的两侧分别设置有电性连接的电极连接部和触摸部，电极连接部上设有第一接触面，接触并贴合预设面积体可穿戴设备的第一生物阻抗测量电极4，两个导电支架1结构基本相同并对称设置，因此两个第一接触面分别与可穿戴设备正面的两个第一生物阻抗测量电极4接触贴合并电性连接。触摸部设置有第二接触面，接触并贴合预设面积的手指皮肤，两个第二接触面分别与两个手指皮肤接触贴合并电性连接。

测量生物阻抗时将导电支架1安装于可穿戴设备，保证第一生物阻抗测量电极4被第一接触面完全接触导通，然后将手指放置在触摸部的第二接触面，第一生物阻抗测量电极4的外侧面表面积即为第一接触面与第一生物阻抗测量电极4的接触面积，且能够保持不变。即使外界环境及手指按压力度变化，均不会改变接触面积，可以有效减少测量次数，多次测量时也不会因接触面积的变化产生误差，提高测量准确率，形成有效的测量数据，且测量不同直径的手指时，接触面积也是不会变化的，因此测量数据准确性较高，能够提供有效的对比数据。同时为了提高安装速度，保证接触面积稳定，电极连接部的面积可以大于第一生物阻抗测量电极4外侧的面积，提高安装容错率。当可穿戴设备结构改变时，辅助装置各部件的功能基本不变，导电支架仍然用于连接可穿戴设备，当不设置有第一生物阻抗测量电极4时，仍然需要通过电极连接部提供预设导电面积，与可穿戴设备上对应部件接触，保证导电面积的稳定。

具体地，安装时连接装置使两个导电支架1的底端相互靠近以夹紧可穿戴设备，并且两个导电支架1的底端的内侧设置有电极连接部，即两个第一接触面分别设置于两个导电支架1的底端的内侧，且分别接触导通可穿戴设备的正面的两个第一生物阻抗测量电极4，两个导电支架1的顶端均设置有触摸部，即两个第二接触面分别设置于两个导电支架1的顶端。测量过程中手指不会直接接触第一生物阻抗测量电极4，而是通过两个导电支架1实现电流的导通，形成完整回路以进行阻抗测量，同时可以通过阻抗值获取人体的体脂数值等生物参数。避免由于金属壳体上的阳极氧化层破损后存在的耦合电场产生的电流分流现象，提高测量准确率。

导电支架1也可为卡扣式结构或旋钮式结构，并在可穿戴设备上设置对应结构，实现可拆卸连接，也可为倒钩结构，安装时勾住可穿戴设备底面即可，均在本发明的保护范围之内。

在本发明具体实施方式提供的辅助装置中，为了实现与可穿戴设备的稳定连接，需要连接装置提供足够的压力使两个导电支架1夹紧可穿戴设备。连接装置包括两个连接部，两个连接部的外端分别固定连接两个导电支架1的内侧，两个连接部的内端铰接，且铰接轴平行于体脂测量可穿戴设备的上表面，或根据使用情况调整铰接轴的倾斜角度，两个导电支架1之间设置有能够拉动两个导电支架1相互靠近的弹簧22。定义两个连接部相互靠近的一端为内端，相互远离的一端为外端，同时定义两个导电支架1相对的一侧为内侧，相互背离的一侧为外侧。安装时，用力捏紧两个导电支架1的顶端，通过铰接轴的作用，使两个导电支架1的底端相互远离，放置在可穿戴设备的上壳组件上后，松开捏紧的手，在弹簧22的作用下，两个导电支架1的底端相互靠近，夹紧可穿戴设备，完成稳定连接。即连接装置能够提供夹紧力使辅助装置与可穿戴设备稳定连接，可以根据需要调整夹紧的位置，可以横向夹紧，也可纵向夹紧。

具体地，连接部可以为两个相互平行的连接杆21，两个连接杆21的外端与对应的导电支架1的内侧一体式设置，可以通过焊接或一体式成型的方式制作，或采用后续拼装的方式，通过卡接或螺栓连接的方式实现连接，两个连接杆21的内端均设置有连接孔，正常状态下，共有四个连接孔，且四个连接孔同轴设置，连接装置还包括穿过全部连接孔的销钉23，且销钉23平行于体脂测量可穿戴设备的上表面，即销钉23为连接装置的铰接轴，销钉23位于弹簧22的上方即可保证为底端夹紧。或采取其他夹紧方向时，通过适应性调整销钉23的方向即可，如使销钉23垂直于可穿戴设备的上表面，铰接轴的延伸方向也垂直于可穿戴设备的上表面，进而在安装过程中调整其他部件的方位即可。

也可采用其他类型的连接装置，如在两个导电支架1之间设置弹簧或弹片，在未安装状态下，保证两个导电支架1底端之间的距离小于上壳组件5的宽度，安装过程中，保证两个导电支架1底端之间的距离大于上壳组件5的宽度，安装完成后，保证两个导电支架1底端之间的距离等于上壳组件5的宽度，且提供相互靠近的力即可。同时为了保证安装过程中为底端夹紧，可以设置相应的导向机构与限位机构，如在两个导电支架1顶端之间设置一定长度的限位杆，防止两者靠得过近。也可通过设置弹片的形状及连接方式，使辅助夹整体呈倒立的字母A型，即可保证稳定安装，均在本发明的保护范围之内。

为了便于捏紧，可以在导电支架1的外侧设置有按压定位槽13，捏紧过程中，手指放入按压定位槽13，符合人体工程学设计，便于施力且防止手指脱出。还可在按压定位槽13内设置防滑纹等。

在本发明具体实施方式提供的辅助装置中，导电支架1可以为铝合金支架，具有材质轻、导电性能好等优点，也可采用其他能够导电的材质，如铜架或导电树脂等。

为了进一步提高测量过程中的便捷性，还可设置两个柔性导电贴片，两个柔性导电贴片通过导线分别连接导通两个导电支架1，测量时直接将柔性导电贴片贴附在手指上，接触面积为柔性导电贴片的面积，这一面积也不会受其他因素影响而改变，且使用方便，还可随时更换，保证测量质量。导线的一端连接柔性导电贴片，另一端连接导电支架1，也可采用焊接的方式连接，也可直接缠绕在测量孔11上，或设置特定的连接座和拧紧螺母，均在本发明的保护范围之内。

在上述各具体实施方式提供的体脂测量辅助装置的基础上，导电支架1底端的内侧设置有与可穿戴设备的第一生物阻抗测量电极4形状匹配的凹槽12，第一接触面为凹槽12的内侧面，完全接触导通第一生物阻抗测量电极4。即凹槽12内侧的轮廓形状与安装于上壳组件5的第一生物阻抗测量电极4的外侧轮廓形状匹配，夹紧后两者能够紧密接触，保证导通效果。进一步地，当第一生物阻抗测量电极4的长度大于导电支架1的厚度时，导电支架1底端设置的凹槽12可向两端扩展，形成扩展槽14，即凹槽12向两端延伸，凹槽12本体和扩展槽14形成一个弧形槽，与壳体的形状匹配，且需要根据第一生物阻抗测量电极4的长度调整扩展槽14的长度，保证完全覆盖。其中扩展槽14与导电支架1可以一体式设置，也可通过插接等方式连接，在导电支架1对应位置设置插槽即可。凹槽12可以在制造导电支架1时一体式制成，也可设置单端的连接模块，可拆卸地安装于导电支架1底端，实现重要部件的快速替换。进一步地，凹槽12的长度大于第一生物阻抗测量电极4的长度，安装时不需要精确对准，由于凹槽12与上壳电极4的特殊形状，安装过程中轴向覆盖不会产生偏差，周向覆盖由于上述长度关系，出现一定偏差也能够保证完全覆盖，提高安装效率。此时电极连接部完全接触第一生物阻抗测量电极4，也可根据需要调整接触面积，调整凹槽12的长度或宽度即可，但均能够保证每次测量时接触面积一定。

同时，在凹槽12和扩展槽14内粘贴有导电泡棉15，夹紧可穿戴设备后，导电泡棉15被压缩，保证与第一生物阻抗测量电极4的完全接触，也可采用其他具有弹性的导电材料，进一步提高测量准确性。

其中，触摸部为了与手指接触，可以为测量孔11，第二接触面为测量孔11的内壁，测量时手指完全插入测量孔11，测量孔11环绕在手指外周，与手指皮肤紧密环绕接触，即与手指皮肤的接触面积为测量孔11内壁的表面积，只要在测量时手指完全插入测量孔11，就能保证接触面积的固定，一直为测量孔11内壁的表面积，进而保证测量准确性。测量不同尺寸的手指时，当手指尺寸差别不大时，可以通过手指插入深度的不同实现与测量孔11内壁完全接触，当手指尺寸差别较大时，可以配置不同孔径的测量孔11，以适应不同使用人员的需求。

触摸部也可为凹陷的曲面，保证曲面的宽度大于手指的宽度，测量时将手指放置在曲面上，方便确定手指放置的位置，且相较于上壳电极4的凸面，不易出现只接触部分面的问题，一般情况下较为容易保证接触面积不变，便于手指放置和拿出。进一步地，可以为与手指形状基本匹配的半环面，手指放入后完全覆盖半环面，提高测量精度。

需要测量体脂时，取出辅助装置，手指放置于按压定位槽13内，且按压定位槽13内的设置位置靠近导电支架1的顶端，用力捏紧，在连接装置的辅助下，两个导电支架1的底端相互远离，将辅助装置放置在可穿戴设备上方，对准位置后放松手指，使两个导电支架1的底端相互靠近，夹紧可穿戴设备，同时底端的凹槽12与第一生物阻抗测量电极4完全接触导通，未佩戴可穿戴设备的手伸出两根手指，分别插入两个测量孔11，使手指与导电支架1导通，接触面积即为第一生物阻抗测量电极4外侧的表面积，并保证两个手腕不接触，即形成了测量回路，完成生物阻抗测量，并根据阻抗值获取体脂值，测量完成后，反向操作拆除辅助装置即可。

除了上述生物阻抗测量辅助装置，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述生物阻抗测量辅助装置的生物阻抗测量系统，该生物阻抗测量系统其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的生物阻抗测量辅助装置及具有该辅助装置的生物阻抗测量系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，包括两个导电支架(1)，所述导电支架(1)相背的两侧分别设置有电性连接的电极连接部和触摸部，所述电极连接部设置有第一接触面，两个所述第一接触面用于分别与可穿戴设备正面的两个第一生物阻抗测量电极(4)接触贴合并电性连接，所述触摸部设置有第二接触面，两个所述第二接触面用于分别与两个手指皮肤接触贴合并电性连接；

其中，测量生物阻抗时，将所述导电支架安装于可穿戴设备，使所述第一生物阻抗测量电极被所述第一接触面完全接触导通，然后将手指放置在所述触摸部的所述第二接触面，使得所述第一接触面与所述第一生物阻抗测量电极的接触面积，保持不变；

两个所述导电支架(1)连接有连接装置，两个所述第一接触面分别设置于两个所述导电支架(1)的底端的内侧，两个所述第二接触面分别设置于两个所述导电支架(1)的顶端，所述连接装置能够使两个所述导电支架(1)的底端相互靠近以夹紧可穿戴设备。

2.根据权利要求1所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述连接装置包括两个连接部，两个所述连接部的外端分别固定连接两个所述导电支架(1)的内侧，两个所述连接部的内端铰接，两个所述导电支架(1)之间设置有能够拉动两个所述导电支架(1)相互靠近的弹簧(22)。

3.根据权利要求2所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述连接部包括两个相互平行的连接杆(21)，两个所述连接杆(21)的外端与对应的所述导电支架(1)的内侧连接，两个所述连接杆(21)的内端均设置有连接孔，所述连接装置还包括穿过全部所述连接孔的销钉(23)。

4.根据权利要求1所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述导电支架(1)的外侧设置有按压定位槽(13)。

5.根据权利要求2至4任意一项所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述电极连接部具体为与所述第一生物阻抗测量电极(4)形状匹配的凹槽(12)，所述第一接触面为所述凹槽(12)的内侧面。

6.根据权利要求5所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述凹槽(12)包括向两端延伸的扩展槽(14)。

7.根据权利要求6所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述凹槽(12)内设置有导电泡棉(15)。

8.根据权利要求7所述的生物阻抗测量辅助装置，其特征在于，所述触摸部具体为用于手指进入的测量孔(11)，所述第二接触面为所述测量孔(11)的内壁。

9.一种生物阻抗测量系统，其特征在于，包括可穿戴设备和如权利要求1至8任意一项所述的生物阻抗测量辅助装置，所述可穿戴设备的正面设有两个第一生物阻抗测量电极(4)，所述生物阻抗测量辅助装置的两个所述电极连接部分别与两个所述第一生物阻抗测量电极(4)贴合。

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