CN206745491U - 可穿戴型颈椎矫正设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及可穿戴型颈椎矫正设备，包括核心处理模块、三轴加速度传感器模块以及报警模块，所述三轴加速度传感器模块和报警模块分别与核心处理模块控制连接；所述三轴加速度传感器模块包括两个加速度传感器——置于耳边的一号传感器以及置于肩部的二号传感器，一号传感器和二号传感器分别建立空间直角坐标系对头部和肩部的状态进行捕捉并运用IIC通信方式将数据传输给核心处理模块，核心处理模块对数据进行处理判断是否控制报警模块工作。这种可穿戴型颈椎矫正设备能够精确捕捉人体头部运动从而对颈椎更精确的进行校正的可穿戴型颈椎矫正设备，并且这种设备还具有可携带、适用范围广等优点。

Description

可穿戴型颈椎矫正设备

技术领域

本实用新型属于颈椎的康复、治疗、矫正用器械领域，尤其涉及可穿戴型颈椎矫正设备。

背景技术

市面上颈椎矫正产品除颈椎项链、颈椎环外为智能设备，其余多以物理矫正为主，如充气型颈椎牵引器、家用颈椎牵引椅、PE塑胶的医用颈椎固定器，颈椎环等。

充气型颈椎牵引器力度小，支撑太软乏力，使用时需要使用者自行充气，但是存在老化后的漏气风险。PE塑胶的医用颈椎固定器力度大，同时硬度大，穿戴不便。家用牵引椅力度大，但是体积庞大，不能任意移动。

市面上的智能颈椎项链采用六轴加速度传感器为核心测量器件，佩戴在脖子上能实时跟随记录人体头部运动。然后将收到的数据传送给处理器进行分析，判断使用者此时的活动量大小。同时配有相应的APP可以通过游戏的方式来活动放松颈椎。但是在某些场合不适合采取此种方式放松，时间地点上受限，且当使用者投入于游戏中颈部晃动幅度过大或用力过猛很可能对病变颈椎造成二次伤害。

从技术层面来看，市面上目前只有颈椎项链运用了陀螺仪，三轴加速度传感器的应用并不广泛，更多人将其应用在检测老人是否摔倒及手势识别中。所以在智能颈椎检测这个方面，三轴加速度传感器的应用有很大的发展空间。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的是提供一种能够精确捕捉人体头部运动从而对颈椎更精确的进行校正的可穿戴型颈椎矫正设备，并且这种设备还具有可携带、适用范围广等优点。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：

可穿戴型颈椎矫正设备，包括核心处理模块、三轴加速度传感器模块以及报警模块，所述三轴加速度传感器模块和报警模块分别与核心处理模块控制连接；所述三轴加速度传感器模块包括两个加速度传感器——置于耳边的一号传感器以及置于肩部的二号传感器，一号传感器和二号传感器分别建立空间直角坐标系对头部和肩部的状态进行捕捉并运用IIC通信方式将数据传输给核心处理模块，核心处理模块对数据进行处理判断是否控制报警模块工作。

作为优选，所述核心处理模块采用STM32系列单片机。

作为优选，所述一号传感器和二号传感器采用ADXL345芯片。

作为优选，所述报警模块采用简单的蜂鸣器报警电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本产品拥有两个加速度传感器，一个置于耳边，一个置于肩部有判断基准，相比佩戴在脖子上颈椎项链能更清晰精确的捕捉人体头部运动，使结果更加精确。

2.可携带性：本项目所设计的可穿戴型颈椎矫正设备在传统颈椎矫正器笨拙难携带的基础上进行改良，采取了低功耗的微缩芯片，尽可能的缩小了产品体积，使颈椎矫正器可以随时随地佩戴且不会妨碍使用者的日常活动操作。

3.扩大了适用范围：市面上所出现的颈椎矫正器大部分针对青少年及以上人群，对小学生和低龄儿童的颈椎保护无法起到实质性的作用，只能在颈椎出现问题之后提供相应的解决办法，无法做到防患于未然。本项目侧重于通过报警提示帮助使用者养成抬头挺胸的良好习惯，不采用强制性的固定方式来固定颈椎，不会对儿童的骨骼发育造成不良影响，使得幼小儿童可以从小培养良好的姿态。

4.减短了使用时间：人类养成一个习惯需要21天，要养成一个固定习惯只需要90天，90天后可以脱离该设备或减少佩戴时间，可供另一个人使用，重复利用率高。

附图说明

图1是人体佩戴效果图。

图2是系统原理示意框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做一个详细的说明。

如图1～图2所述的可穿戴型颈椎矫正设备，包括核心处理模块1、三轴加速度传感器模块以及报警模块2，所述三轴加速度传感器模块和报警模块2分别与核心处理模块1控制连接；所述三轴加速度传感器模块包括两个加速度传感器——置于耳边的一号传感器3以及置于肩部的二号传感器4，一号传感器3和二号传感器4分别建立空间直角坐标系对头部和肩部的状态进行捕捉并运用IIC通信方式将数据传输给核心处理模块1，核心处理模块1对数据进行处理判断是否控制报警模块2工作。核心处理模块1采用STM32系列单片机，一号传感器3和二号传感器4采用ADXL345芯片，报警模块2采用简单的蜂鸣器报警电路。其中核心处理模块1、报警模块2和二号传感器4通过柔软布料或橡胶等包裹。一号传感器3单独通过柔软布料或橡胶等包裹。

其中核心处理模块采用STM32系列单片机。STM32系列是基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-0内核。其具有的庞大时钟系统及两个IIC接口，很好的满足了我们对时间精度的要求和操控要求。

三轴加速度传感器模块由两块ADXL345组成，一块用作判断基准，一块跟随人体头部运动两者相较能得到更加精确的数据。避免出现仅仅因使用者某一秒不同的状态而发出警报等失误。

ADXL345是一款小而薄的三轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化，数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过IIC数字接口访问。非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。

可穿戴型颈椎矫正设备的工作原理如下：

1、测试者将一号传感器于耳边佩戴好，将二号传感器置于肩部固定好。一号传感器会建立一个空间直角坐标系，用来判断测试者此时的头部状态，然后通过IIC通信的方式将数据传送至核心处理模块。

2、我们用二号传感器作为一个判断基准。以传感器所在位置建立一个空间直角坐标系，并且运用IIC通信协议将数据传送至核心处理模块。

3、STM32将对收到的两份数据进行处理，将两者之间的差值与预设值进行比较。（这里的预设值是以人们抬头挺胸，目光平视前方时的状态设定的。）若两者偏差较大，报警模块工作发出滴滴声时，使测试者下意识的抬头挺胸，同时报警器会一直工作提醒测试者转动身体挺直腰杆，直至姿态良好，减轻颈椎承受压力，然后报警模块停止工作。

本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型所作的举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.可穿戴型颈椎矫正设备，其特征在于：包括核心处理模块、三轴加速度传感器模块以及报警模块，所述三轴加速度传感器模块和报警模块分别与核心处理模块控制连接；所述三轴加速度传感器模块包括两个加速度传感器——置于耳边的一号传感器以及置于肩部的二号传感器，一号传感器和二号传感器分别建立空间直角坐标系对头部和肩部的状态进行捕捉并运用IIC通信方式将数据传输给核心处理模块，核心处理模块对数据进行处理判断是否控制报警模块工作。

2.根据权利要求1所述的可穿戴型颈椎矫正设备，其特征在于：所述核心处理模块采用STM32系列单片机。

3.根据权利要求1所述的可穿戴型颈椎矫正设备，其特征在于：所述一号传感器和二号传感器采用ADXL345芯片。

4.根据权利要求1所述的可穿戴型颈椎矫正设备，其特征在于：所述报警模块采用简单的蜂鸣器报警电路。