CN203116835U - 基于加速度传感器的便携式体重测量仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪，包括壳体，在壳体外侧的顶部安装有第二质量块，在壳体内侧的顶部通过弹簧连接有第一质量块，在壳体内侧相对的两个内壁上设置有导轨，第一质量块的与导轨接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨运动的滑轮；第一质量块上安装有第一加速度传感器，第二质量块上安装有第二加速度传感器，在壳体的外侧的正面还安装有液晶显示屏，第一加速度传感器和第二加速度传感器分别与MCU的输入端相连，液晶显示屏与MCU的输出端相连。本实用新型的体重测量仪，通过数据采集和数据处理来测量人体重量，具有体积小、重量轻，易于携带的优点。

Description

基于加速度传感器的便携式体重测量仪

技术领域

本实用新型属于智能监护领域，具体涉及一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪。

背景技术

常见的体重秤一般分为机械和电子两种。机械结构体重秤通过机械连杆机构将承重盘上的力传递到力矩转换结构，将力转换成力矩，秤内的反力矩装置将在力矩转换结构转到一定角度后与传递来的作用力所产生的力矩相平衡，同时带动仪表盘指针转动，指示体重值。

电子体重秤通过秤盘下内置的压力传感器来感知被测人或物的重力，秤盘受力后表面发生形变引发了内置电阻的形状变化，电阻的形变造成阻值的变化，从而使内部电流发生变化并产生了相应的电信号，该信号经过一定的处理后就成了指示体重的可视数字。

传统的机械或电子体重秤一般存在体积大、重量沉的缺点，便携性较差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪，利用加速度传感器，通过数据采集和数据处理来测量人体重量。

为了实现上述技术任务，本实用新型采取如下技术方案予以实现：

一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪，包括壳体，在壳体外侧的顶部安装有第二质量块，在壳体内侧的顶部通过弹簧连接有第一质量块，在壳体内侧相对的两个内壁上设置有导轨，第一质量块的与导轨接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨运动的滑轮；第一质量块上安装有第一加速度传感器，第二质量块上安装有第二加速度传感器，在壳体的外侧的正面还安装有液晶显示屏，第一加速度传感器和第二加速度传感器分别与MCU的输入端相连，液晶显示屏与MCU的输出端相连。

本实用新型还有如下技术特点：

所述的壳体外侧的背面还设置有用于固定整个体重测量仪的夹子和绑带。

所述的弹簧优选1根。

所述的滑轮的个数为4个。

所述的MCU采用型号为ST72651AR6的MCU。

本实用新型的体重测量仪，通过数据采集和数据处理来测量人体重量，具有体积小、重量轻，易于携带的优点。

附图说明

图1是本实用新型的内部结构示意图。

图2是本实用新型的正面结构示意图。

图3是本实用新型的背面结构示意图。

图4是本实用新型的控制部分连接关系示意图。

图中各个标号的含义有：1-壳体，2-第一质量块，3-第二质量块，4-弹簧，5-导轨，6-滑轮，7-液晶显示屏，8-第一加速度传感器，9-第二加速度传感器，10-MCU，11-夹子，12-绑带。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1至图4所示，一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，包括壳体1，在壳体1外侧的顶部安装有第二质量块3，在壳体1内侧的顶部通过弹簧4连接有第一质量块2，在壳体1内侧相对的两个内壁上设置有导轨5，第一质量块2的与导轨5接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨5运动的滑轮6；第一质量块2上安装有第一加速度传感器8，第二质量块3上安装有第二加速度传感器9，在壳体1的外侧的正面还安装有液晶显示屏7，第一加速度传感器8和第二加速度传感器9分别与MCU10的输入端相连，液晶显示屏7与MCU10的输出端相连。

壳体1外侧的背面还设置有用于固定整个体重测量仪的夹子11和绑带12。

弹簧4优选1根。

滑轮6的个数为4个。

MCU10采用型号为ST72651AR6的MCU，该MCU属于ST7系列微控制器，ST7系列由带有小型存储器和基于行业标准的通用8位闪存微控制器器件组成并加以改进，使之支持高级语言编程，并提供额外的中断处理特性，适用于成本敏感型应用。

第一加速度传感器8用于探测第一质量块2的加速度，第二加速度传感器9用于探测第二质量块3的加速度。

本实用新型的工作过程如下所述：

人体通过夹子11和绑带12该测量仪佩戴于胸前或背部，然后向上跳跃，当脚离开地面时，人体和第二质量块3相对静止，运动状态保持一致；第一质量块2在弹簧4的作用下跟随人体做运动，但是第一质量块2的运动相对于第二质量块3有一定的滞后性。由于第一质量块2和第二质量块3在运动状态上的不同步，所以连接第一质量块2和带有第二质量块3的壳体1的弹簧上存在作用力。

根据牛顿第三定律，第二质量块3和第一质量块2受到的弹簧拉力大小相等方向相反，以向上运动为例，对竖直方向上的运动情况进行分析，记第一质量块2和第二质量块3之间的弹簧上作用力的大小为T，人体重量为M，第一质量块2的质量为m_A，体重测量仪中除了第一质量块2之外的重量为m_B，重力加速度为g，第一质量块2的加速度为a_A，第二质量块3的加速度为a_B。

则第一质量块2的加速度为

$a_A=g-\frac{T}{m_A}---\left(1\right)$

由于人体和第二质量块3相对静止，可将第二质量块3和人体看作一个整体，第二质量块3的加速度为

$a_B=g+\frac{T}{M+m_B}---\left(2\right)$

联立公式(1)和(2)，消去变量T，可得人体重量为

$M=\frac{g-a_A}{a_B-g}{m}_A-m_B---\left(3\right)$

其中g为常量，m_A和m_B为已知量，a_A和a_B分别通过第一加速度传感器8和第二加速度传感器9测得，因此通过公式(3)可以计算得到人体重量。

第一加速度传感器8和第二加速度传感器9分别将探测到的第一质量块2和第二质量块3的加速度信号传递给MCU10，MCU10将得到的信号按照公式(3)的计算方法进行运算处理后得到人体重量，将人体重量在液晶显示屏7上显示出来。

Claims (5)

1.一种基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，包括壳体（1），在壳体（1）外侧的顶部安装有第二质量块（3），在壳体（1）内侧的顶部通过弹簧（4）连接有第一质量块（2），在壳体（1）内侧相对的两个内壁上设置有导轨（5），第一质量块（2）的与导轨（5）接近的两侧上分别固定安装有可沿着导轨（5）运动的滑轮（6）；第一质量块（2）上安装有第一加速度传感器（8），第二质量块（3）上安装有第二加速度传感器（9），在壳体（1）的外侧的正面还安装有液晶显示屏（7），第一加速度传感器（8）和第二加速度传感器（9）分别与MCU（10）的输入端相连，液晶显示屏（7）与MCU（10）的输出端相连。

2.如权利要求1所述的基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，所述的壳体（1）外侧的背面还设置有用于固定整个体重测量仪的夹子（11）和绑带（12）。

3.如权利要求1所述的基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，所述的弹簧（4）优选1根。

4.如权利要求1所述的基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，所述的滑轮（6）的个数为4个。

5.如权利要求1所述的基于加速度传感器的便携式体重测量仪，其特征在于，所述的MCU（10）采用型号为ST72651AR6的MCU。

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