WO1998013674A1 - Elektronische waage - Google Patents

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WO1998013674A1 PCT/EP1997/004524 EP9704524W WO9813674A1 WO 1998013674 A1 WO1998013674 A1 WO 1998013674A1 EP 9704524 W EP9704524 W EP 9704524W WO 9813674 A1 WO9813674 A1 WO 9813674A1
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Albrecht Stahl
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Soehnle Ag
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    • G01G19/44—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing persons
    • G01G19/50—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing persons having additional measuring devices, e.g. for height

Definitions

  • the invention relates to an electronic scale of the type specified in the preamble of claim 1.
  • the object on which the invention is based is to further develop this balance in such a way that a large number of biophysically significant values of the person weighing himself can be displayed.
  • the scale also has measuring devices which, in cooperation with the sensor and the electronic evaluation device, derive and evaluate signals in such a way that the following biophysical values are displayed and / or stored for one or more people via the display device or separate output devices: the pulse number (pulse rate) and / or the blood pressure and / or the body mass index and / or the fat percentage of the weighed body and / or blood flow (cardial output) and / or body temperature and / or body length.
  • the invention further relates to various advantageous developments.
  • Figure 1 is a schematic representation of an embodiment
  • FIG. 2 shows a further schematic representation of the same embodiment.
  • FIG. 1 shows an electronic scale 1 with a display device 2, a plate 3 that holds the weight of the person weighing, two flat electrodes 4, 5 attached to the plate 3, and an ultrasound transmitting and receiving device 7, 9, and several Push button areas 19 for operating mode selection.
  • the scale 1 is connected via a line to an alphanumeric number input device 8, the ultrasound transmitting and receiving device 7, 9, the temperature sensor 6 for known insertion into the ear and an electrical ear contact clip 10. Switching on and off takes place via switch 12 which can be operated with the foot or automatically when loaded.
  • the evaluation and preparation for displaying the signals takes place in the evaluation device 11, for example a microprocessor.
  • the actual weighing signal is generated in a weighing cell 13 by a strain gauge 14 when the weighing cell 13 deforms under the influence of a weight on the plate 3.
  • the plate 3 acts on the bending cell via the adapter 15. The bending of the load cell 13 under load results in a manner known per se.
  • BMI Body Mass Index
  • This BMI value can be calculated from the weight and the body size taking into account a so-called “feel good number”. Height can also be derived using the system described here (see below). The weight is available as a value measured by the scale. The person who operates the device inputs a so-called “feel-good number”, which characterizes a certain self-assessment, into the evaluation device 11 via the digit input device 8 or 19. From this, the BMI value is calculated and possibly saved for several people and each for those at different times and can be displayed via a menu which can also be operated by means 8 or 19.
  • Pulse measurement The pulse measurement is carried out by evaluating the weight fluctuations resulting from each pulse beat by means of the weighing cell 13 or the strain gauge. The electronics for evaluating the weight signal determine these weight fluctuations. Then you have to count the number of fluctuations in weight caused by your heart rate per minute. That is the pulse number.
  • the temperature values can be coordinated with time (day, hour, minute) in order to create temperature profiles over days and months, from which the fertile days of a woman can then be calculated and displayed, for example.
  • the values can also be stored in a corresponding unit, which can be part of the electronic evaluation device 11.
  • the time (day, hour, minute) can be entered using a clock 17. However, it is also possible to generate a time signal internally.
  • Body length measurement The ultrasound transmitter and receiver are used for this.
  • part 9 can be designed as a reflector. If the person places the reflector device 9 on his head, a signal is emitted by a transmitter in part 7 and received again after reflection. The body length is calculated from the running time.
  • the values can be output via a further output device 18.
  • This can be a printer, an interface to a computer or a voice output.

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Abstract

Elektronische Waage (1) mit einer auf eine Wiegezelle (13) einwirkenden gegen die Kraft einer Feder bei Betreten durch die sich wiegende Person herab beweblichen Platte (3), einer Wiegezelle (13), einen ein dem Gewicht proportionales Signal ableitenden Fühler (13, 14), und einer elektronischen Auswerteeinrichtung (11), die aus dem Signal das Gewicht ableitet und auf einer Anzeigeeinrichtung (2) zur Anzeige bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Waage ferner Messeinrichtungen (4, 5, 6, 7, 9, 10) aufweist, die im Zusammenwirken mit dem Fühler und der elektronischen Auswerteeinrichtung (11) Signale ableiten und derart auswerten, daß die folgenden biophysikalischen Werte über die Anzeigeeinrichtung (2) oder separate Ausgabeeinrichtungen (18) angezeigt und/oder für eine oder mehrere Personen gespeichert werden: die Pulszahl und/oder der Blutdruck und/oder der Body-Mass-Index und/oder der Fettanteil des gewogenen Körpers und/oder der Blutdurchsatz (Cardial Output) und/oder die Körpertemperatur und/oder die Körperlänge.

Description

Titel: Elektronische Waage
B E S C H R E I B UNG
Die Erfindung betrifft eine elektronische Waage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, diese Waage derart weiterzubilden, dass möglichst eine Vielzahl von biophysikalisch signifikanten Werten der sich wiegenden Person zur Anzeige gebracht werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Waage ferner Messeinrichtungen aufweist, die im Zusammenwirken mit dem Fühler und der elektronischen Auswerteeinrichtung Signale ableiten und derart auswerten, daß die folgenden biophysikalischen Werte über die Anzeigeeinrichtung oder separate Ausgabeeinrichtungen angezeigt und/oder für eine oder mehrere Personen gespeichert werden: Die Pulszahl (Pulsfrequenz) und/oder der Blutdruck und/oder der Body-Mass-Index und/oder der Fettanteil des gewogenen Körpers und/oder der Blutdurchsatz (Cardial Output) und/oder die Körpertemperatur und/oder die Körperlänge.
Die Erfindung betrifft ferner verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer vorteilhaften Weiterbildungen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels ;
Figur 2 eine weitere schematische Darstellung desselben Ausführungsbeispiels .
Figur 1 zeigt eine elektronische Waage 1 mit einer Anzeigeeinrichtung 2, einer das Gewicht der sich wiegenden Person aufnehmenden Platte 3, zwei auf der Platte 3 angebrachten flächigen Elektroden 4, 5, und einer Ultraschallsende- und Empfangseinrichtung 7, 9, sowie mehrere Tastschalterflächen 19 zur Betriebsartanwahl . Die Waage 1 ist über eine Leitung mit einer alphanumerischen Zifferneingabeeinrichtung 8, der Ultraschallsende- und Empfangseinrichtung 7, 9, dem Temperatursensor 6 zur bekannten Einführung in das Ohr und einem elektrischen Ohrkontaktclip 10 verbunden. Die Ein- und Ausschaltung erfolgt über mit dem Fuß betätigbaren Schalter 12 oder automatisch bei Belastung. Die Auswertung und Aufbereitung zur Anzeige der Signale erfolgt in der Auswerteeinrichtung 11, z.B. einem Mikroprozessor.
Das eigentliche Wiegesignal wird in einer Wiegezelle 13 durch einen Dehnmessstreifen 14 erzeugt, wenn sich die Wiegezelle 13 unter dem Einfluß eines Gewichts auf der Platte 3 verformt. Die Platte 3 wirkt auf die Biegezelle über den Adapter 15 ein. Die Verbiegung der Wiegezelle 13 bei Belastung ergibt sich in an sich bekannter Weise.
Mit Hilfe der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 und ihrer Programmierung durch hierfür ausgelegte Software lassen sich folgende Funktionen durch diese Waage realisieren:
(a) Der eigentliche Wägevorgang; dabei wird das mittels des Dehnmess-Streifens 14 abgeleitete Signal in eine Gewichtsanzeige umgesetzt, die in der Anzeigeeinrichtung 2 angezeigt wird. (b) Blutdruckmessung: Für diese Messung benötigt man die Signale, die von den Elektronen 4, 5 aufgenommen werden. Dabei wird die Zeitdifferenz zwischen einem aufbereiteten EKG- Impuls und dem zugehörigen Pulssignal (Anzahl der Herzschläge pro Minute) zur Bildung der beiden interessierenden Blutdruckwerte ausgewertet. Die beiden Elektroden sind auf der Platte 3 so angeordnet, dass man beim Wiegen automatisch mit den beiden Füßen in Kontakt kommt. Über den Körper wird der Stromkreis geschlossen, der zur Ableitung der Blutdruckwerte geeignet dient.
(c) BMI (Body-Mass-Index) -Wert : Dieser BMI-Wert läßt sich aus dem Gewicht und der Körpergröße unter Berücksichtigung einer sog. "Wohlfühlzahl" berechnen. Die Körpergröße kann mittels des hier beschriebenen Systems ebenfalls abgeleitet werden (siehe unten) . Das Gewicht steht als von der Waage gemessener Wert zur Verfügung. Die Person, die die Einrichtung betätigt, gibt über die Zifferneingabeeinrichtung 8 oder 19 eine sog. "Wohlfühlzahl", die eine gewisse Selbsteinschätzung charakterisiert, in die Auswerteeinrichtung 11 ein. Daraus wird der BMI -Wert berechnet und ggf. für mehrere Personen und jeweils für die zu verschiedenen Zeitpunkten gespeichert und kann über ein Menü, das ebenfalls durch die Einrichtung 8 oder 19 bedienbar ist, zur Anzeige gebracht werden. (d) Pulsmessung: Die Pulsmessung erfolgt durch Auswertung der sich bei jedem Pulsschlag ergebenden Gewichtsschwankungen mittels der Wiegezelle 13 bzw. des Dehnmessstreifens. Die Elektronik zur Auswertung des Gewicht-Signals stellt diese Gewichtsschwankungen fest. Dann muss man die Zahl der pulsschlagbedingten Gewichtsschwankungen pro Minute zählen. Das ist die Pulszahl.
(e) Anzeige des Fettanteils eines gewogenen Körpers: Es gibt bekannte Verfahren, um mittels der Signale, die von den Elektroden 4, 5 abgeleitet werden, nämlich aus bestimmten Kurven- bzw. Frequenzanteilen auf den Fettanteil zu schließen. Diese Werte werden berechnet und zur Anzeige gebracht .
f ) "Cardial Output": Es handelt sich hierbei um den Blutdurchsatz pro Zeiteinheit, eine z. B. für Sportler überaus wichtige Größe. Auch dies kann man aus den Signalen, die das Gewicht anzeigen, und ihren Schwankungen in Korrelation zum Pulsschlag ableiten. Da ein Schlag des Herzens nichts anderes ist als ein Pumpenstoß, der in der Aorta das Blut zunächst nach oben und dann abwärts drückt, stellt sich jeder Herzschlag als eine Gewichtsschwankung (s. oben) dar. Zusammen mit der Auswertung von Gewicht und Blutdruck läßt sich daraus der "Cardial Output" bestimmen. (g) Körpertemperatur: Die Körpertemperatur wird durch den Temperatursensor 6, der z.B. ein Infrarot -Sensor sein kann, gemessen. Die Temperaturwerte können mit der Zeit (Tag, Stunde, Minute) koordiniert werden, um Temperaturverläufe über Tage und Monate zu erstellen, aus denen dann auch z.B. die fruchtbaren Tage einer Frau berechnet und zur Anzeige gebracht werden können. Die Werte können auch in einer entsprechenden Einheit, die Bestandteil der elektronischen Auswerteeinrichtung 11 sein kann, gespeichert werden. Die Eingabe der Werte für die Zeit (Tag, Stunde, Minute) kann mittels einer Uhr 17 erfolgen. Es ist aber auch ebenso möglich, intern ein Zeitsignal zu generieren.
(h) Körperlängenmessung: Hierzu dient die Ultraschallsende- und Empfangseinrichtung. Z.B. kann der Teil 9 als Reflektor ausgebildet sein. Legt sich die Person die Reflektoreinrichtung 9 auf den Kopf, so wird ein Signal von einem Sender im Teil 7 ausgesandt und nach Reflektion wieder empfangen. Aus der Laufzeit wird die Körperlänge berechnet .
Die Ausgabe der Werte kann, zusätzlich zur Anzeige in der Anzeigeeinrichtung 2, über eine weitere Ausgabeeinrichtung 18 erfolgen. Dies kann ein Drucker, eine Schnittstelle zu einem Computer oder eine Sprachausgabe sein. B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E
Waage Anzeigeeinrichtung Platte Elektroden Temperatursensor Teil der Ultraschallsende- und empfangseinrichtung Zifferneingabe Teil von 7 Ohrkontaktclip Elektronische Auswerteeinrichtung Schalter Wiegezelle Dehnmessstreifen Adapter Uhr Ausgabeeinrichtung Tastschalterflächen

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
Elektronische Waage (1) mit einer auf eine Wiegezelle (13) einwirkenden Kraft bei Betreten durch die sich wiegende Person über die Platte (3) , einer Wiegezelle (13), einen ein dem Gewicht proportionales Signal ableitenden Fühler (13, 14), und einer elektronischen Auswerteeinrichtung (11) , die aus dem Signal das Gewicht ableitet und auf einer Anzeigeeinrichtung (2) zur Anzeige bringt, dadurch gekennzeichnet, dass die Waage ferner Messeinrichtungen (4, 5, 6, 7, 9, 10) aufweist, die im Zusammenwirken mit dem Fühler und der elektronischen Auswerteeinrichtung (11) Signale ableiten und derart auswerten, daß die folgenden biophysikalischen Werte über die Anzeigeeinrichtung
(2) oder separate Ausgabeeinrichtungen (18) angezeigt und/oder für eine oder mehrere Personen gespeichert werden: Die Pulszahl und/oder der Blutdruck und/oder der Body-Mass-Index und/oder der Fettanteil des gewogenen Körpers und/oder der Blutdurchsatz (Cardial Output) und/oder die Körpertemperatur und/oder die Körperlänge.
Elektronische Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Auswerteeinrichtung (11) mit einer
Zifferneingabeinrichtung (8, 19) verbunden ist, durch die für die Ableitung bestimmter Messwerte ein Menü abfragbar und betätigbar und/oder bestimmte zur Ableitung der zu bildenden biophysikalischen Werte und ihrer Anzeige erforderlichen Werte und/oder Daten eingebbar sind.
3. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Waage und der ihr zugeordneten Auswerteeinrichtung (11) eine Ultraschallmesseinrichtung
(7, 9) zugeordnet ist, von der mindestens ein Teil (9) auf den Kopf der sich wiegenden Person positionierbar is .
4. Waage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschalleinrichtung aus einer Sende- und Empfangseinrichtung (7) und einem Reflektor (9) besteht und die gemessene Körperlänge über eine elektrische Verbindung an die Auswerteeinrichtung (11) übermittelt.
5. Waage nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ohrkontaktclip (10) zur Ableitung eines dem Blutkreislauf zuzuordnenden Signals vorgesehen ist.
6. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Platte (3) elektrische Kontaktfelder (4, 5) vorgesehen sind, die bei barfüßigem Betreten der zu wiegenden Person elektrischen Kontakt mit Eingangsleitungen der Auswerteeinrichtung (11) herstellen und dass die von den Kontaktfeldern abgeleiteten Signale bei der Ermittlung der biophysikalischen Werte in der Auswerteinrichtung (11) mit ausgewertet werden.
7. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (6), z.B. ein Infrarotsensor, vorgesehen ist.
8. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe der Werte über Drucker und/oder Schnittstelle zur EDV und/oder eine Sprachausgabe erfolgt .
9. Waage nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulsfrequenz als sich synchron ändernde Belastung durch die Wiegezelle (13) ermittelt wird .
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