DE212007000087U1

DE212007000087U1 - Körpergrößen-Messvorrichtung

Info

Publication number: DE212007000087U1
Application number: DE212007000087U
Authority: DE
Original assignee: Zhongshan Transtek Electronics Co Ltd
Current assignee: Guangdong Transtek Medical Electronics Co Ltd
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2017-12-14
Also published as: WO2008077307A1; CN101568301A; CN101568301B; JP3157284U; US20100298708A1

Abstract

Körpergrößen-Messvorrichtung, die eine Messstange und einen Boden-Hauptrahmen aufweist, umfassend:
eine Ultraschallsignalsendeeinheit und eine Ultraschallsignalempfangseinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist;
eine Synchronsignalsendeeinheit und eine Synchronsignalempfangseinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist; und
eine erste Betriebssteuereinheit und eine zweite Betriebssteuereinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist, um den Betrieb der Ultraschallsignalsendeeinheit und der Ultraschallsignalempfangseinheit durch die Handhabung der Synchronsignalsendeeinheit und der Synchronsignalempfangseinheit zu synchronisieren, und um eine Größe basierend auf einer Übertragungszeit zu berechnen, während der ein Ultraschallsignal von der Ultraschallsignalsendeeinheit zur Ultraschallsignalempfangseinheit läuft.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Körpergrößen-Messvorrichtung und insbesondere eine Ultraschall-Körpergrößen-Messvorrichtung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Ultraschall-Körpergrößen-Messvorrichtung ist durch hohe Messgenauigkeit und einfache Anwendung gekennzeichnet. Die bestehenden Ultraschall-Körpergrößen-Messvorrichtungen sind jedoch ausgestaltet, eine Messstange zu verwenden, die sowohl mit einer Ultraschallsignalsendeeinrichtung als auch mit einer Ultraschallsignalempfangsseinrichtung ausgestattet ist, und einen Wert einer Körpergröße basierend auf einer Rundlaufzeit eines Ultraschallsignals zu ermitteln. Ein Nachteil einer solchen Vorrichtung ist, dass, wenn der Boden nicht ebenmäßig genug ist, eine Reflektionsabweichung der Ultraschallwelle auftreten kann und die Möglichkeit besteht, dass die Ultraschallwelle während ihrer Übertragung durch Kleidung reflektiert wird, wodurch die Messung ungenau wird.
Außerdem kann bei der bestehenden Ultraschall-Größenmessvorrichtung die Messstange mit einem rechteckigen Lineal versehen sein, um zu ermöglichen, dass die Messstange beim Senden eines Ultraschallsignals horizontal platziert wird. In Verwendung muss die zu messende Person an eine Rückenstütze gelehnt stehen, die Messstange wird dann oben auf dem Kopf der Person platziert und so angepasst, dass sie rechtwinklig zur Rückenstütze anliegt; dann wird manuell ein Schalter betätigt, um zu veranlassen, dass eine Messeinheit ein Ultraschallsignal sendet, und der Größenwert wird berechnet, wenn die Einheit das Signal empfängt. Bei einer solchen Vorrichtung muss die Person jedoch gegen eine Rückenstütze gelehnt stehen, was die Standorte einschränkt, an denen die Vorrichtung verwendet werden kann. Da eine solche Ultraschallmessvorrichtung manuell bedient wird, ist sie darüber hinaus unpraktisch in der Anwendung.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Um die Nachteile der bestehenden Techniken zu überwinden, stellt die vorliegende Erfindung eine Körpergrößen-Messvorrichtung mit höherer Genauigkeit bereit. Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, werden die nachfolgend aufgeführten technischen Lösungen eingesetzt.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Körpergrößen-Messvorrichtung bereitgestellt, umfassend: eine Messstange und einen Boden-Hauptrahmen; eine Ultraschallsignal sendeeinheit und eine Ultraschallsignalempfangseinheit, eine in der Messstange angeordnet und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet; eine Synchronsignalsendeeinheit und eine Synchronsignalempfangseinheit, eine in der Messstange angeordnet und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet; und eine erste Betriebssteuereinheit und eine zweite Betriebssteuereinheit, die in der Messstange beziehungsweise im Boden-Hauptrahmen angeordnet sind, um den Betrieb der Ultraschallsignalsendeeinheit und der Ultraschallsignalempfangseinheit durch die Handhabung der Synchronsignalsendeeinheit und der Synchronsignalempfangseinheit zu synchronisieren und eine Größe basierend auf einer Übertragungszeit zu ermitteln, während der ein Ultraschallsignal von der Ultraschallsignalsendeeinheit zur Ultraschallsignalempfangseinheit läuft.
Optional umfasst die Messstange eine horizontale Neigungserfassungseinheit zum Erfassen eines Neigungswinkels der Messstange, wobei die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit eine Messgröße basierend auf dem Neigungswinkel der Messstange korrigiert, der von der horizontalen Neigungserfassungseinheit erfasst wird.
Vorzugsweise umfasst die Synchronsignalempfangseinheit eine Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen, wobei die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit eine gemessene Größe basierend auf einem Versatzabstand zwischen einer tatsächlichen Empfangsstelle und einer vorbestimmten Empfangsstelle korrigiert.
Noch bevorzugter ist die Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen in gleichen Abständen angeordnet, die vorbestimmte Empfangsstelle befindet sich in der Mitte einer Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen, und die vorbestimmte Empfangsstelle entspricht der Synchronsignalempfangsstelle, falls die Ultraschallsignalsendeeinheit und die Ultraschallsignalempfangseinheit in der gleichen vertikalen Linie sind.
Weiterhin optional ist der Boden-Hauptrahmen mit einer Körpergrößen-Messeinheit versehen.
Weiterhin optional umfasst die Messstange oder der Boden-Hauptrahmen eine Parameter-Eingabeeinheit zum Eingeben von Parametern der zu messenden Person, wobei die Parameter das Alter und das Geschlecht umfassen, sowie eine Körperfett-Berechnungseinheit zum Berechnen des Körperfettgehalts basierend auf einer Messung der Körperimpedanz zwischen den beiden Füßen der Person und den Eingabeparametern.
Weiterhin optional umfasst die Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Anzeigeeinheit, die an die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit angeschlossen ist und zum Anzeigen der gemessenen Ergebnisse verwendet wird.
Weiterhin optional ist die Messstange mit einem Kontaktschalter zum Auslösen des Betriebs der Messstange versehen.
Weiterhin optional ist die Messstange mit einer Niveau-Erfassungseinheit zum Auslösen des Betriebs der Messstange versehen, nachdem sie bestimmt hat, dass die Messstange horizontal ist.
Weiterhin vorzugsweise ist das Synchronsignal ein Infrarotsignal, ein Funksignal oder ein optisches Signal.
Verglichen mit bestehenden Ultraschall-Körpergrößen-Messvor richtungen weist die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die nachfolgend aufgeführten Hauptvorteile auf:

1. Eine Reflektion ist nicht notwendig, weil ermöglicht wird, dass die Messung basierend auf einer unidirektionalen Übertragung des Ultraschalls durch Verwendung des Synchronsignals zum Synchronisieren des Ultraschallsendens und -empfangens ausgeführt wird. Dies verbessert die Intensität und das Signal-Rauschverhältnis des empfangenen Signals in hohem Maße, wodurch Fehler verringert und Störungen vermieden werden, die durch ein dazwischen liegendes Hindernis verursacht werden.
2. Sie bietet einen Fehlerausgleich durch Messen des horizontalen Neigungswinkels, was zu einer schnelleren und bequemeren Messung mit höherer Genauigkeit führt;
3. Der Sendewinkel des Synchronsignals vermeidet einen unverhältnismäßig großen Versatz der Empfangseinrichtung der Messstange in horizontaler Richtung, was ebenfalls die Messgenauigkeit verbessert.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand spezifischer Ausführungsformen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bauteile durch die gleichen Bezugszeichen angegeben sind. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen den Erfindung;
2 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ein schematisches Diagramm, das die Korrektur eines Messfehlers zeigt, der durch eine Neigung der Messstange gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verursacht wird;
4 ein schematisches Diagramm gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen umfasst;
5 eine teilweise vergrößerte Zeichnung an Stelle B von 4;
6 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung, umfassend eine Körpergewicht-Messeinheit;
7 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung, umfassend eine Fettgehalt-Berechnungseinheit;
8 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung, umfassend einen Kontaktschalter;
9 ein Blockdiagramm einer Körpergrößen-Messvorrichtung, umfassend eine Niveau-Erfassungseinheit;
10 ein schematisches Diagramm, in dem das Synchronsig nal und das Ultraschallsignal beide von oben nach unten gesendet werden;
11 ein schematisches Diagramm, in dem das Synchronsignal von unten nach oben gesendet wird und das Ultraschallsignal von oben nach unten gesendet wird;
12 ein schematisches Diagramm, in dem das Synchronsignal und das Ultraschallsignal beide von unten nach oben gesendet werden; und
13 ein schematisches Diagramm, in dem das Synchronsignal von oben nach unten gesendet wird und das Ultraschallsignal von unten nach oben gesendet wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform eine Messstange 100 und einen Boden-Hauptrahmen 102. Die Messstange 100 weist eine Ultraschallsignalempfangseinheit 110, eine Synchronsignalempfangseinheit 112 und eine zweite Betriebssteuereinheit 114 auf, die darin montiert sind. Der Boden-Hauptrahmen 102 weist eine Ultraschallsignalsendeeinheit 104, eine Synchronsignalsendeeinheit 106 und eine erste Betriebssteuereinheit 108 auf, die darin montiert sind. Alternativ können die Ultraschallsignalsendeeinheit 104, die Synchronsignalsendeeinheit 106 und die erste Betriebssteuereinheit 108 in der Messstange 100 angeordnet sein und die Ultraschallsignalempfangseinheit 110, die Synchronsignalempfangseinheit 112 und die zweite Betriebssteuereinheit 114 können im Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt. In der Ausführungsform kann das Synchronsignal ein Infrarotsignal, ein Funksignal oder ein anderes optisches Signal sein.
Während der Messung wird die Messstange 100 oben auf dem Kopf einer zu messenden Person platziert. Unter der Steuerung der ersten betriebsbereiten Steuereinheit 108, sendet die Synchronsignalsendeeinheit 106 ein Synchronsignal an die Synchronsignalempfangseinheit 112 in der Messstange 100, während die Ultraschallsignalsendeeinheit 104 ein Ultraschallsignal an die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 sendet; die zweite Betriebssteuereinheit 114 synchronisiert den Betrieb der Ultraschallsignalempfangseinheit 110 mit der Ultraschallsignalsendeeinheit 104 (das heißt damit sie den Betrieb gleichzeitig starten) basierend auf dem Synchronsignal, das von der Synchronsignalempfangseinheit 112 empfangen wird, und berechnet eine Größe der zu messenden Person basierend auf der Verzögerungszeit (das heißt der Zeitraum zwischen dem Start der Ultraschallsignalempfangseinheit und dem Empfang des Ultraschallsignals durch die Ultraschallsignalempfangseinheit), wenn die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 das Ultraschallsignal in Verbindung mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Ultraschallwelle in der Luft empfängt. Das heißt, die Größe der Person wird durch Berechnen der Entfernung gemessen, die das Ultraschallsignal von der Sendeeinheit 104 zur Empfangseinheit 110 zurücklegt.
Optional kann die Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform auch eine Anzeigeeinheit 116 zum Anzeigen des gemessenen Ergebnisses umfassen. Die Anzeigeeinheit 116 kann auf der Messstange 100 oder auf dem Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet sein, wie in 1 und 2 gezeigt.
Optional kann die Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß einer Ausführungsform eine horizontale Neigungserfassungseinheit 118 zum Erkennen eines Neigungswinkels der Messstange umfassen, wie in 1 und 2 gezeigt, wobei die zweite Betriebssteuereinheit 114 (oder die erste Betriebssteuereinheit 108) eine gemessene Größe basierend auf dem Neigungswinkel der Messstange 100 korrigiert, der von der horizontalen Neigungserfassungseinheit 118 erkannt wurde.
Wie in 3 gezeigt, wird die korrigierte tatsächliche Größe H0 erhalten durch: H0 = H1 – E1 = H1 – L1 × sin(A),wobei L1 die Entfernung zwischen der Ultraschallsignaisendeeinheit und der Kontaktstelle des oberen Teils des Kopfes der zu messenden Person ist, A der Neigungswinkel der Messstange ist, H1 die gemessene Größe ist und H0 die korrigierte tatsächliche Größe ist.
Wie in 4 gezeigt, kann die Synchronsignalempfangseinheit 112 der Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß der Ausführungsform vorzugsweise eine Mehrzahl an Empfangsstellen umfassen, auf deren Basis ein Messfehler korrigiert werden kann, der durch einen Versatz der Messstange 100 in horizontaler Richtung verursacht wird. Beispielsweise umfasst die Synchronsignalempfangseinheit 112 drei Empfangsstellen 112-1, 112-2 und 112-3, die in einer Reihe in gleichen Abständen angeordnet sind, wobei der Abstand leicht größer ist als die Breite des Synchronsignalstrahls. In diesem Beispiel ist die Empfangsstelle 112-2 in der Mitte die vorbestimmte Empfangsstelle, die der Synchronempfangsstelle entspricht, wenn sich die Ultraschallsignalsendeeinheit und die Ultraschallsignalempfangseinheit auf der gleichen vertikalen Linie befinden.
Wie in 5 gezeigt, kann der Versatzabstand 12 basierend auf dem Abstand zwischen der Empfangsstelle, die das Synchronsignal tatsächlich empfängt, und der vorbestimmten Empfangsstelle bestimmt werden. Wie man sehen kann, bilden die gemessene Größe H1, die tatsächliche Größe H0 und der Versatzabstand 12 ein rechtwinkliges Dreieck. Daher kann der Messfehler, der durch den Versatz der Messstange 100 in horizontaler Richtung verursacht wird, wie folgt korrigiert werden:
Ebenfalls optional kann der Boden-Hauptrahmen 102 überdies eine Körpergewicht-Messeinheit 120 zum Messen des Körpergewichts während des Messens der Größe umfassen, und das gemessene Ergebnis kann auf der Anzeigeeinheit 116 angezeigt werden, wie in 6 gezeigt.
Überdies optional kann der Boden-Hauptrahmen 102 auch eine Parameter-Eingabeeinheit 122 zum Eingeben von Parametern der zu messenden Person umfassen, wobei die Parameter das Alter und das Geschlecht umfassen, und eine Körperfett-Berechnungseinheit 124 zum Berechnen des Körperfettgehalts basierend auf einer Messung der Körperimpedanz zwischen den beiden Füßen der Person und den Eingabeparametern, wobei die berechneten Ergebnisse auf der Anzeigeeinheit 116 angezeigt werden können, wie in 7 gezeigt.
Weiterhin optional kann die Messstange 100 mit einem Kontaktschalter 126 versehen sein. Wenn die Messstange 100 oben auf dem Kopf der zu messenden Person platziert ist, wird der Kontaktschalter 126 geschlossen und die Messung wird begonnen, wie in 8 gezeigt.
Weiterhin optional kann die Messstange 100 auch eine Niveau-Erfassungseinheit 128 zum Auslösen der Messung, nachdem sie bestimmt hat, dass die Messstange 100 horizontal ist, umfassen, wie in 9 gezeigt.
Überdies gibt es eine Anzahl von Wahlmöglichkeiten hinsichtlich der Positionen der Ultraschallsignalsendeeinheit 104 und der Ultraschallsignalempfangseinheit 110, der Synchronsignalsendeeinheit 106 und der Synchronsignalempfangseinheit 112 der Körpergrößen-Messvorrichtung gemäß der Ausführungsform. Die Ultraschallsignalsendeeinheit 104 und die Synchronsignalsendeeinheit 106 sind in der Messstange 100 angeordnet, während die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 und die Synchronsignalempfangseinheit 112 im Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet sind und dadurch Synchronsignale und Ultraschallsignale von oben nach unten gesendet werden, wie in 10 gezeigt; die Ultraschallsignalsendeeinheit 104 und die Synchronsignalempfangseinheit 112 sind in der Messstange 100 angeordnet, während die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 und die Synchronsignalsendeeinheit 106 im Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet sind und dadurch Synchronsignale von unten nach oben gesendet werden, während Ultraschallsignale von oben nach unten gesendet werden, wie in 11 gezeigt; die Ultraschallsignalsendeeinheit 104 und die Synchronsignalsendeeinheit 106 sind im Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet, während die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 und die Synchronsignalempfangseinheit 112 in der Messstange 100 angeordnet sind und dadurch Synchronsignale und Ultraschallsignale von unten nach oben gesendet werden, wie in 12 gezeigt; die Ultraschallsignalempfangseinheit 110 und die Synchronsignalsendeeinheit 106 sind in der Messstange 100 angeordnet, während die Ultraschallsignalsen deeinheit 104 und die Synchronsignalempfangseinheit 112 im Boden-Hauptrahmen 102 angeordnet sind und dadurch Synchronsignale von oben nach unten gesendet werden, während Ultraschallsignale von unten nach oben gesendet werden, wie in 13 gezeigt.
Obgleich die vorliegende Erfindung zuvor mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt. Stattdessen können viele Abwandlungen und Veränderungen an den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden. Beispielsweise kann die Anzahl der synchronen Signalempfangsstellen auf 4, 5, 6, 7 usw. geändert werden. Außerdem sollen Bezeichnungen wie „erste”, „zweite”, „hoch” oder „oben”, „unten” oder „am Boden” und „horizontal”, die in der Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen verwendet werden, veranschaulichend anstatt beschränkend verstanden werden.

Claims

Körpergrößen-Messvorrichtung, die eine Messstange und einen Boden-Hauptrahmen aufweist, umfassend: eine Ultraschallsignalsendeeinheit und eine Ultraschallsignalempfangseinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist; eine Synchronsignalsendeeinheit und eine Synchronsignalempfangseinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist; und eine erste Betriebssteuereinheit und eine zweite Betriebssteuereinheit, wobei eine in der Messstange und die andere im Boden-Hauptrahmen angeordnet ist, um den Betrieb der Ultraschallsignalsendeeinheit und der Ultraschallsignalempfangseinheit durch die Handhabung der Synchronsignalsendeeinheit und der Synchronsignalempfangseinheit zu synchronisieren, und um eine Größe basierend auf einer Übertragungszeit zu berechnen, während der ein Ultraschallsignal von der Ultraschallsignalsendeeinheit zur Ultraschallsignalempfangseinheit läuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messstange überdies eine horizontale Neigungserfassungseinheit zum Erfassen eines Neigungswinkels der Messstange umfasst; wobei die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit eine gemessene Größe basierend auf dem Neigungswinkel der Messstange korrigiert, der von der horizontalen Neigungserfassungseinheit erfasst wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Synchronsignalempfangseinheit eine Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen umfasst; und die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit eine gemessene Größe basierend auf einem Versatzabstand zwischen einer tatsächlichen Empfangsstelle und einer vorbestimmten Empfangsstelle korrigiert.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen in gleichen Abständen angeordnet ist, die vorbestimmte Empfangsstelle in der Mitte der Mehrzahl an Synchronsignalempfangsstellen sich befindet, und die vorbestimmte Empfangsstelle der Synchronsignalempfangsstelle entspricht, falls die Ultraschallsignalsendeeinheit und die Ultraschallsignalempfangseinheit in der gleichen vertikalen Linie sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Boden-Hauptrahmen überdies eine Körpergewicht-Messeinheit umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messstange oder der Boden-Hauptrahmen überdies umfasst: eine Parameter-Eingabeeinheit zum Eingeben von Parametern der zu messenden Person, wobei die Parameter das Alter und das Geschlecht umfassen; und eine Körperfett-Berechnungseinheit zum Berechnen des Körperfettgehalts basierend auf einer Messung einer Körperimpedanz zwischen den zwei Füßen der zu messenden Person und den Eingabeparametern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, überdies umfassend: eine Anzeigeeinheit, die an die erste Betriebssteuereinheit oder die zweite Betriebssteuereinheit angeschlossen ist, zum Anzeigen des gemessenen Ergebnisses.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messstange mit einem Kontaktschalter zum Auslösen des Betriebs der Messstange versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messstange mit einer Niveau-Erfassungseinheit zum Auslösen des Betriebs der Messstange, nachdem sie bestimmt hat, dass die Messstange horizontal ist, versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Synchronsignal ein Infrarotsignal, ein Funksignal oder ein optisches Signal umfasst.