CN204351978U - 穿戴式腰部姿态检测和矫正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，包括磁性卡扣(1)和姿态感应器，其中所述姿态感应器包括壳体和设置中壳体内的电路板，该壳体包括上盖(2)和内部具有空腔的底座(3)，该上盖(2)内设置有磁铁，可与所述磁性卡扣(1)磁性贴合，所述底座(3)与所述上盖(2)卡合连接，该底座(3)空腔内设置所述电路板。本实用新型的装置结构小巧简单，穿戴方便，通用性好，可以实现对使用者腰部姿态的准确检测和纠正，而且可以与智能终端上的APP匹配，实现实时可视化的智能检测和纠正。

Description

穿戴式腰部姿态检测和矫正装置

技术领域

本实用新型属于姿态检测装置领域，具体涉及一种穿戴式的腰部姿态检测和矫正装置。

背景技术

随着大众生活水平的提高，健康越来越受到大众的关注。对自身各项健康指标的关注、监控，并且及时作出调整，可以提高大众自身的健康状态。人体姿态对人的身体健康具有较大影响，长期不正确的身姿例如走路、跑步、弯腰、下蹲或者落座等的不正确姿态可能导致对人体肌肉和骨骼的损伤，导致人体出现各种病变，严重威胁人体健康。其中，腰部姿态是人体姿态中最关键的姿态，腰姿的正确与否是影响身姿从而影响人体健康的主要因素，走路、跑步、弯腰、下蹲或落座等人体日常行为中的姿态主要通过腰姿影响或体现，因此日常行为中对腰姿的检测或矫正就尤为重要。

目前，对腰姿的检测或矫正主要是通过人体佩戴专门的矫正器来实现，例如专利文献CN102573711A公开了一种用于检测和/或影响身体姿态的装置，其具有柔性的载体元件，在所述载体元件上设有用于将所述装置布置在所述装置的佩戴者的腰部高度中的固定装置，夹紧带利用第一端部固定在所述固定装置上且在背部区域中彼此交叉，其中，所述夹紧带利用其第二端部在前肩部或胸部区域中固定在所述载体元件上。载体元件、夹紧带和/或加强元件配置至少一个传感器，所述传感器用于检测力、变形、角度、温度和/或加速度。该装置可以实现对人体姿态的矫正。但是，上述方案的装置整体长期穿戴在使用者身上，一是舒适度和美观度不够，二是使用者无法实时观测到自己的身体姿态状况，无法根据个体自身特点对检测装置进行适应性匹配，通用性较差。

如今，随着智能终端设备的发展，现在出现了与智能终端匹配的检测矫正装置，其通过与使用者随身的诸如手机等终端设备的匹配，利用其上的APP与装置中的传感器等器件进行通讯，实现中终端设备上实时进行使用者姿态数据的采集、处理和检测，并可以进行提醒以便于使用者进行姿态纠正。

但是，目前这种检测矫正装置中，传感器计算姿态的算法只能适用在静止状态下，这种姿态传感器在运动状态的输出结果非常不准确，偏差甚至可以达到10几度甚至几十度。特别是，使用者的姿态除了静止状态，还包括步行、慢跑和快跑等，目前的姿态检测传感器或装置中这些动态状态下的腰部姿态检测存在较大的测量误差，从而无法获得真实的姿态。同时使用者偶尔的弯腰、侧身、晃动都会对检测过程产生干扰，目前的装置无法识别上述干扰并进行处理，导致姿态矫正的准确度大为降低。另外，目前的矫正装置不能将使用者的腰部姿态情况存贮在装置本地，装置只能在对应的App开启时使用，一旦App关闭，装置检测到的用户腰部数据无法传递到App，供使用者浏览，即系统无法正常工作。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，由磁性卡扣和感应器两部分组成，两者通过磁性吸合并吸附在使用者的后背，前胸或者肩部的衣服上，以对用户的腰姿进行实时检测和触觉反馈提醒。该装置结构小巧简单，穿戴方便，通用性好，可以实现对使用者腰部姿态的准确检测。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，包括磁性卡扣和姿态感应器，其中所述姿态感应器包括壳体和设置于壳体内的电路板，该壳体包括上盖和内部具有空腔的底座，该上盖内设置有磁铁，可与所述磁性卡扣磁性贴合并吸附在使用者的衣服上，所述底座与所述上盖卡合连接，该底座空腔内设置所述电路板。

作为本实用新型的改进，所述电路板上集成有MCU微处理器和分别与其连接的六轴MEMS姿态传感器、Flash存贮单元和触觉反馈驱动单元，其中所述六轴MEMS姿态传感器用于采集使用者姿态数据，并传输到MCU微处理器，所述Flash存贮单元用于存储MCU微处理器处理后的数据，所述触觉反馈驱动单元用于根据处理后的数据产生触觉反馈驱动信号。

作为本发明的改进，所述电路板上集成有时钟单元，所述MCU微处理器将接收到的时间信息同步到该时钟单元，使其与外部连接设备的时钟同步。

作为本实用新型的改进，还包括一个设置于壳体上的振动电机，其与所述电路板上的触觉反馈驱动单元的输出连接，其根据触觉反馈驱动单元产生的驱动信号驱动该振动电机工作驱动感应器震动，以将姿态信息及时反馈给使用者。

作为本实用新型的改进，所述磁性卡扣和感应器分别用于佩戴于胸前、背部或肩部衣物外侧和内侧并磁性贴合。

作为本实用新型的改进，所述磁性卡扣为圆形。

作为本实用新型的改进，所述感应器壳体为腰形，其上盖在与底座结合的端部设置有凸起，所述底座上端端面设置有凹槽，所述凸起伸入所述凹槽中实现两者的卡接。

本实用新型的穿戴式腰部姿态检测和矫正装置通过磁性吸合并吸附在使用者的后背，前胸或者肩部的衣服上，以对用户的腰姿进行实时检测和触觉反馈提醒，并且矫正装置在配套App没有开启时，可以将用户的腰部姿态数据存贮在本地，待下次App开启后将本地存贮的数据批量传输给App，便于用户浏览查看使用装置的历史信息。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型中通过将检测装置设置为磁性卡扣和感应器两部分，并通过分别设置于衣物外侧和内侧进行磁性贴合，可方便美观地实现对姿态的检测。

(2)本实用新型通过在感应器内的电路板上集成六轴MEMS姿态传感器、Flash存贮单元和触觉反馈驱动单元，可以在进行多方位姿态数据采集和处理的同时，将处理结果反馈给触觉反馈驱动单元，以产生相应频次的振动信号，从而提醒使用者纠正错误姿态或保持正确姿态。

(3)本实用新型的装置结构小巧简单，穿戴方便，通用性好，可以实现对使用者腰部姿态的准确检测和纠正，而且可以与智能终端上的APP匹配，实现实时可视化的智能检测和纠正，历史数据浏览和查看。

附图说明

图1为按照本实用新型实施例所构建的腰部姿态检测和纠正装置的整体结构示意图；

图2为按照本实用新型实施例所构建的腰部姿态检测和纠正装置的分解示意图；

图3为按照本实用新型实施例所构建的腰部姿态检测和纠正装置的原理结构示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为卡扣，2为上盖，3为底座。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-3所示，按照本实用新型实施例所构建的一种腰部姿态检测和纠正装置，其包括磁性卡扣1和姿态感应器。

姿态感应器包括壳体和设置中壳体内的电路板，该壳体包括上盖2和内部具有空腔的底座3，该上盖2内设置有磁铁，可与所述磁性卡扣1磁性贴合，所述底座3与所述上盖2卡合连接，该底座3空腔内设置所述电路板。

圆形卡扣1和上盖2通过磁铁吸合，向下按动卡扣1，可以触发开关，完成感应器开关机以及其他特定功能。

感应器包括容置中壳体内部的电路板，与电路板连接的触觉反馈驱动器，以及LED显示单元。

感应器内部空腔中的电路板上集成有低功耗MCU微处理器、高精度六轴MEMS姿态传感器、Flash存贮单元、时钟单元、触觉反馈单元和低功耗的蓝牙4.0模块。

高精度六轴MEMS姿态传感器采集用户的腰部姿势，具体是佩戴矫正装置的用户的佩戴部位的加速度和角速度信息，并传输到MCU微处理器，高精度六轴MEMS姿态传感器是由三轴加速度和三轴角速度传感器组成，其采集的数据包括有加速度数据，角速度数据，以用于输入MCU微处理器中进行处理并从而判断出姿态信息。

MCU微处理器对采集的六轴MEMS数据进行分析，根据采集到的加速度和角速度信息，解析矫正装置在用户身体的佩戴姿态，实时精确检测用户的腰部姿势，并根据预先设定的标准姿态数据进行比较，实时评估计算佩戴者的腰部姿态得分，评定用户腰部状况。同时，将腰部状态评定结果输出至触觉反馈驱动器和LED显示单元。

Flash存贮单元用于存储微处理器处理计算的姿态得分和对应时刻来自时钟单元的时间，时钟单元用于记录矫正装置本地的时间。

触觉反馈驱动单元根据实时检测的腰部姿态信息，和用户设置的标准姿态信息，驱动设置于壳体的振动电机，使佩戴者获得及时的振动触觉反馈。触觉反馈驱动单元可根据上述评定结果触发一定频次的振动信息，从而传递给使用者，使用者感知该振动即可或者目前的腰部姿态以及是否需要纠正以及纠正方式的信息。

采集的身体姿态数据或腰部状态评定结果可通过所述LED显示单元进行显示。

本实用新型中的装置可与智能终端进行匹配使用。即通过中智能终端上设置相应的APP，伴侣App需要支持iOS和Android系统，App通过蓝牙接收到来自感应器的腰部姿势检测结果，合理地组织和呈现这些数据给用户，使得用户可以清晰的查看自己的状态，同时将用户在app端的设置，例如触觉反馈使能，下行发送到感应器。伴侣App有两个主要功能：动态数据展示和历史数据浏览。动态数据展示指App一旦接收到感应器发送的online或者offline数据，按照设定的数据格式，将这些数据存储在本地和云端，同时更新腰部检测状态，实时提醒用户；历史数据浏览指App以天/周/月为单位，对用户的历史数据进行组织和综合评估，得到历史数据图标，给出用户在这样一个时间单位内的平均腰部状态，从而使用户了解过去一段时间的整体状态。

本实用新型中，每次装置与配套App连接后，通过蓝牙从App接受来自运行该App的智能终端例如智能手机的时间信息，微处理器将接收到的时间信息同步到装置的时钟单元，使装置本地的时钟单元与智能终端的时钟单元同步。

本实用新型中，当与配套App连接时，装置以每秒一次的频率向App发送使用者的腰部的姿态数据，同时这些姿态数据不存贮在装置的FLASH里；当与配套App未连接时，装置不向App发送任何数据，以每秒一次的频率将腰部姿态数据和对应的时间信息存贮在装置的FLASH里。当装置下次与配套App连接时，将存贮在装置的FLASH里的腰部姿态和对应的时间信息批量传输到App端，待传输结束后，删除FALSH里存贮的所有腰部姿态和对应的时间信息。

本实用新型中，装置使用者在App的引导下，可以设定特有的标准腰部姿态，并且App会将用户设定的标准腰部姿态信息通过蓝牙传输到装置，装置在接收到标准腰部姿态存贮在FLASH的特定区域，使装置可以在App未开启的时候正常使用，给用户提供正确的触觉反馈。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，包括磁性卡扣(1)和姿态感应器，其中所述姿态感应器包括壳体和设置于壳体内的电路板，该壳体包括上盖(2)和内部具有空腔的底座(3)，该上盖(2)内设置有磁铁，可与所述磁性卡扣(1)磁性贴合，所述底座(3)与所述上盖(2)卡合连接，该底座(3)空腔内设置所述电路板。

2.根据权利要求1所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，所述电路板上集成有MCU微处理器和分别与其连接的六轴MEMS姿态传感器、Flash存贮单元和触觉反馈驱动单元，其中所述六轴MEMS姿态传感器用于采集使用者姿态数据，并传输到MCU微处理器，所述Flash存贮单元用于存储MCU微处理器处理后的数据，所述触觉反馈驱动单元用于根据处理后的数据产生触觉反馈驱动信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，所述电路板上集成有时钟单元，所述MCU微处理器将接收到的时间信息同步到该时钟单元，使其与外部连接设备的时钟同步。

4.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，还包括LED显示单元，其与所述电路板上的MCU微处理器电连接，用于显示MCU微处理器获得的姿态数据以及处理后的数据。

5.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，还包括一个设置于壳体上的振动电机，其与所述电路板上的触觉反馈驱动单元的输出端连接，所述驱动信号驱动该振动电机工作实现感应器震动，从而以将姿态信息及时反馈给使用者。

6.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，所述卡扣(1)和感应器分别用于佩戴于胸前、背部或肩部衣物外侧和内侧并磁性贴合。

7.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，所述卡扣(1)为圆形、椭圆形、方形、菱形或腰形。

8.根据权利要求1或2所述的一种穿戴式腰部姿态检测和矫正装置，其中，所述感应器壳体为腰形，其上盖(2)在与底座(3)结合的端部设置有凸起，所述底座(3)上端端面设置有凹槽，所述凸起伸入所述凹槽中实现两者的卡接。