一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬電子計(jì)量衡器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤及其 使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 脊椎是人體骨骼中及其重要的一部分，具有支持軀干、保護(hù)內(nèi)臟、保護(hù)脊髓和進(jìn)行 運(yùn)動(dòng)的功能。我國(guó)中老年人群中97 %患有脊椎疾病，近年來，又呈現(xiàn)出年輕化的趨勢(shì)，在40 歲以下的人群中，40%以上的人脊椎有各種疾病，兒童脊柱側(cè)彎癥的發(fā)病率高達(dá)25%以上。 有關(guān)調(diào)查顯示，中小學(xué)生中伏案學(xué)習(xí)不正確姿勢(shì)的約占總數(shù)的70% - 80%，種種不良的姿 勢(shì)都容易使脊椎長(zhǎng)時(shí)間處于屈曲位或某些特定體位，不僅使脊椎椎間盤內(nèi)的壓力增高，而 且也使脊椎部的肌肉韌帶長(zhǎng)期處于非協(xié)調(diào)受力狀態(tài)而發(fā)生側(cè)彎。
[0003] 脊椎病就是脊椎的骨質(zhì)、椎間盤、韌帶、肌肉發(fā)生病變，進(jìn)而壓迫、牽引刺激脊髓、 脊神經(jīng)、血管、植物神經(jīng)從而出現(xiàn)復(fù)雜多樣的癥狀。常見病種為頸椎病、腰椎病。主要癥狀： 不能直立、頭痛、眩暈、視力模糊、記憶力下降、頸肩酸痛、食欲不振、反胃、嘔吐、下肢無(wú)力， 嚴(yán)重者可能導(dǎo)致癱瘓。
[0004] 脊椎病與骨質(zhì)增生有密切關(guān)系。骨質(zhì)增生又名骨刺，人們往往認(rèn)為它是"壞東西"， 其實(shí)這些認(rèn)識(shí)有些偏面。骨刺的產(chǎn)生是人體自身的一種代償功能。增生的骨刺限制了骨關(guān) 節(jié)的活動(dòng)范圍，從而減小關(guān)節(jié)磨損和防止關(guān)節(jié)活動(dòng)過度造成新的損傷，這在客觀上起到了 保護(hù)關(guān)節(jié)的作用，是有利于人體的一面。但是，骨質(zhì)增生的形成又造成骨關(guān)節(jié)疼痛和運(yùn)動(dòng)受 限，少數(shù)病人可出現(xiàn)壓迫周圍的血管或神經(jīng)產(chǎn)生的病態(tài)癥狀，稱為骨質(zhì)增生癥。這是不利于 人體的一面。骨質(zhì)增生主要發(fā)生在人體承受重量較大和活動(dòng)較多的關(guān)節(jié)部位，如頸椎、腰 椎、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和足跟等部位，以頸椎、腰椎和膝關(guān)節(jié)為常見。脊椎病的發(fā)展過程是逐漸 加重的。比如頸椎病，患者開始癥狀并不明顯，只是存在頸肌損傷，肌筋膜炎，小關(guān)節(jié)紊亂 等。慢慢地引起椎間盤膨出，出現(xiàn)頸肩疼痛、頭痛、眩暈、手足麻木、記憶力減退、"半身出汗 半身干"等癥狀。頸椎病可引發(fā)腦供血不足，造成"頸胃綜合征"，"頸心綜合征"，嚴(yán)重者可喪 失工作能力。
[0005] 脊椎病的發(fā)生往往是日積月累的習(xí)慣所導(dǎo)致的，長(zhǎng)期的坐姿不良、站立偏倚或走 路姿勢(shì)均會(huì)影響脊椎的正常形態(tài)。但是在家庭環(huán)境中缺少一種設(shè)備來探知人體脊椎的狀 態(tài)。令許多脊椎病患者錯(cuò)過早期的預(yù)防而逐漸演化成重病，影響日常生活，甚至對(duì)身體造成 不可挽回的傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供及一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤及其使用方 法，解決現(xiàn)有家用秤無(wú)法探求脊椎狀態(tài)的技術(shù)問題。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種可探知脊椎狀態(tài)的家用 秤，包括外殼、電路板、上蓋、電池蓋，其中還包括MEMS壓力傳感器，所述外殼下方設(shè)有可與 電池蓋配合的槽口，所述電池蓋安裝在外殼下方的槽口上，所述外殼上方設(shè)有矩形凹槽，便 于內(nèi)部零件安裝，所述電路板安裝在外殼內(nèi)，所述電路板下方與外殼下方槽口對(duì)應(yīng)的位置 設(shè)有凹槽，用于安裝電池，所述電路板內(nèi)設(shè)有藍(lán)牙裝置，用于傳導(dǎo)數(shù)據(jù)，所述外殼上端安裝 有上蓋，所述上蓋下端、電路板上端設(shè)有若干排MEMS壓力傳感器，且MEMS壓力傳感器與電路 板連接。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述上蓋為絕緣軟質(zhì)材料，防止MEMS壓力傳感器之 間發(fā)生干涉。
[0009] 本發(fā)明的又進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述上蓋為樹脂或橡膠材料。
[0010] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述上蓋與MEMS壓力傳感器對(duì)應(yīng)位置繪制有使用 者應(yīng)踩的規(guī)定區(qū)域。
[0011] -種使用所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤的方法，其中包括以下步驟：
[0012] (a)開啟家用秤電源，由于本發(fā)明內(nèi)部存在多個(gè)MEMS壓力傳感器，在日常生活中對(duì) 于接觸面較為敏感，在非工作階段關(guān)閉電源可以更好的保護(hù)傳感器；
[0013] (b)將數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過藍(lán)牙與電路板連接，用于測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)及收集；
[0014] (c)測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域內(nèi)；
[0015] ⑷傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo)：針對(duì)所有的MEMS壓力傳感器探測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行 判定，將結(jié)果通過藍(lán)牙傳至連接的數(shù)據(jù)收集及處理裝置中；
[0016] (e)數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態(tài)；
[0017] (f)關(guān)閉電源，完成此次操作。
[0018] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述步驟(b)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置與電路板 (2)連接的對(duì)應(yīng)APP界面設(shè)有身高輸入欄，以便于進(jìn)一步確定脊椎的生理參數(shù)。
[0019] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述數(shù)據(jù)收集及處理裝置為手機(jī)或電腦。
[0020] 本發(fā)明的再進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述步驟(c)中，當(dāng)測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī) 定區(qū)域時(shí)，MEMS壓力傳感器將獲取腳掌不同位置的壓力值和施加壓力的時(shí)間。
[0021] 本發(fā)明的更進(jìn)一步技術(shù)方案是，所述步驟(e)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置后臺(tái)計(jì)算、 分析各傳感器的壓力值的步驟為：
[0022] (1)首先判斷傳感器收集數(shù)值是否有效：由于傳感器收集到數(shù)值時(shí)會(huì)因?yàn)榄h(huán)境影 響造成部分非工作狀態(tài)的傳感器有微小數(shù)值，故對(duì)此進(jìn)行忽略；
[0023] (2)根據(jù)傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力分布，此時(shí)將左腳部分傳 感器數(shù)值加和可得2Ml，與此同理得出右腳傳感器加和ΣΜρ

時(shí)，即 存在脊椎側(cè)偏的形態(tài)，數(shù)據(jù)收集及處理裝置向使用者提出注意信號(hào)；
[0024] (3)再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時(shí)各傳感器獲取數(shù)值的大小與時(shí)間可判斷使 用者走路的習(xí)慣；
[0025] (4)然后通過站立時(shí)前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢(shì)時(shí)是否駝背；
[0026] (5)最后通過腳掌的壓力分布形狀得知足弓的情況。
[0027]有益效果
[0028]本發(fā)明可以通過人體站立和走路姿勢(shì)造成的不同足底壓力分布來判斷脊椎的生 理形態(tài)，從而可以在日常生活中探知脊椎是否存在側(cè)偏、駝背等不良形態(tài)，在生活中盡早的 避免脊椎病的形成，為今后的生活與健康起到預(yù)警的作用。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為本發(fā)明的剖視圖。
[0031] 圖3為本發(fā)明的實(shí)施例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 如圖1-2所示，一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤，包括外殼1、電路板2、上蓋4、電池蓋 5,其中還包括MEMS壓力傳感器3,所述外殼1下方設(shè)有可與電池蓋5配合的槽口，所述電池蓋 5安裝在外殼1下方的槽口上，所述外殼1上方設(shè)有矩形凹槽，便于內(nèi)部零件安裝，所述電路 板2安裝在外殼1內(nèi)，所述電路板2下方與外殼1下方槽口對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有凹槽，用于安裝電 池，所述電路板2內(nèi)設(shè)有藍(lán)牙裝置，用于傳導(dǎo)數(shù)據(jù)，所述外殼1上端安裝有上蓋4,所述上蓋4 下端、電路板2上端設(shè)有若干排MEMS壓力傳感器3,且MEMS壓力傳感器3與電路板2連接。 [0035]所述上蓋4為絕緣軟質(zhì)材料，防止MEMS壓力傳感器3之間發(fā)生干涉。
[0036]所述上蓋4為樹脂或橡膠材料。
[0037] 所述上蓋4與MEMS壓力傳感器3對(duì)應(yīng)位置繪制有使用者應(yīng)踩的規(guī)定區(qū)域。
[0038] -種使用所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤的方法，其中包括以下步驟：
[0039] (a)開啟家用秤電源，由于本發(fā)明內(nèi)部存在多個(gè)MEMS壓力傳感器，在日常生活中對(duì) 于接觸面較為敏感，在非工作階段關(guān)閉電源可以更好的保護(hù)傳感器；
[0040] (b)將數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過藍(lán)牙與電路板(2)連接，用于測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)及收 集；
[0041] (c)測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域內(nèi)；
[0042] (d)傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo):針對(duì)所有的MEMS壓力傳感器3探測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行 判定，將結(jié)果通過藍(lán)牙傳至連接的數(shù)據(jù)收集及處理裝置中；
[0043] (e)數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態(tài)；
[0044] (f)關(guān)閉電源，完成此次操作。
[0045]所述步驟(b)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置與電路板2連接的對(duì)應(yīng)APP界面設(shè)有身高輸 入欄，以便于進(jìn)一步確定脊椎的生理參數(shù);所述數(shù)據(jù)收集及處理裝置為手機(jī)或電腦。
[0046] 所述步驟(c)中，當(dāng)測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域時(shí)，MEMS壓力傳感器3將 獲取腳掌不同位置的壓力值和施加壓力的時(shí)間。
[0047] 所述步驟（e)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力值的步驟 為：
[0048] (1)首先判斷傳感器收集數(shù)值是否有效：由于傳感器收集到數(shù)值時(shí)會(huì)因?yàn)榄h(huán)境影 響造成部分非工作狀態(tài)的傳感器有微小數(shù)值，故對(duì)此進(jìn)行忽略；
[0049] (2)根據(jù)傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力分布，此時(shí)將左腳部分傳 感器數(shù)值加和可得ΣΜ?，與此同理得出右腳傳感器加和ΣΜρ時(shí)，即 存在脊椎側(cè)偏的形態(tài)，數(shù)據(jù)收集及處理裝置向使用者提出注意信號(hào)；

[0050] (3)再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時(shí)各傳感器獲取數(shù)值的大小與時(shí)間可判斷使 用者走路的習(xí)慣；
[0051] (4)然后通過站立時(shí)前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢(shì)時(shí)是否駝背；
[0052] (5)最后通過腳掌的壓力分布形狀得知足弓的情況。
[0053] 具體實(shí)施過程如圖3所示：
[0054] 1)開啟家用秤電源：由于本發(fā)明內(nèi)部存在多個(gè)MEMS壓力傳感器，故在日常生活中 對(duì)于接觸面較為敏感，在非工作階段關(guān)閉電源可以更好的保護(hù)傳感器：
[0055] 2)連接藍(lán)牙便于數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，可采用數(shù)據(jù)收集及處理裝置進(jìn)行觀測(cè)：為使用者更好 的了解自己的身體狀況，可設(shè)計(jì)相應(yīng)的APP作為交互界面，通過藍(lán)牙連接設(shè)備傳導(dǎo)數(shù)據(jù)； [0056] 3)兩腳相繼踩上家用秤指定位置:在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)上部設(shè)計(jì)有多排MEMS壓力傳感 器，當(dāng)開始使用時(shí)將雙腳置于安放傳感器的位置，避免數(shù)據(jù)遺漏;此時(shí)傳感器將獲取腳掌不 同位置的壓力值和施加壓力的時(shí)間；
[0057] 4)傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo):針對(duì)所有的MEMS壓力傳感器探測(cè)得知的結(jié)果進(jìn)行判 定，將有效結(jié)果通過藍(lán)牙傳到至連接的數(shù)據(jù)收集及處理裝置中；
[0058] 5)通過計(jì)算結(jié)果得知脊椎狀態(tài)，關(guān)閉電源完成此次操作;通過獲悉的傳感器數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析計(jì)算，在APP界面顯示最終的結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤，包括外殼（1)、電路板(2)、上蓋(4)、電池蓋(5)，其特 征在于:還包括MEMS壓力傳感器(3)，所述外殼（1)下方設(shè)有可與電池蓋(5)配合的槽口，所 述電池蓋(5)安裝在外殼（1)下方的槽口上，所述外殼（1)上方設(shè)有矩形凹槽，便于內(nèi)部零件 安裝，所述電路板(2)安裝在外殼（1)內(nèi)，所述電路板(2)下方與外殼（1)下方槽口對(duì)應(yīng)的位 置設(shè)有凹槽，用于安裝電池，所述電路板(2)內(nèi)設(shè)有藍(lán)牙裝置，用于傳導(dǎo)數(shù)據(jù)，所述外殼（1) 上端安裝有上蓋(4)，所述上蓋(4)下端、電路板(2)上端設(shè)有若干排MEMS壓力傳感器(3)，且 MEMS壓力傳感器(3)與電路板(2)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4)為 絕緣軟質(zhì)材料，防止MEMS壓力傳感器(3)之間發(fā)生干涉。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4) 為樹脂或橡膠材料。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4)與 MEMS壓力傳感器(3)對(duì)應(yīng)位置繪制有使用者應(yīng)踩的規(guī)定區(qū)域。5. -種使用如權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤的方法，其特征在于:包 括以下步驟： (a) 開啟家用秤電源； (b) 將數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過藍(lán)牙與電路板(2)連接，用于測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)及收集； (c) 測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域內(nèi)； (d) 傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo):針對(duì)所有的MEMS壓力傳感器(3)探測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行判 定，將結(jié)果通過藍(lán)牙傳至連接的數(shù)據(jù)收集及處理裝置中； (e) 數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態(tài)； (f) 關(guān)閉電源，完成此次操作。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種使用如權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(b)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置與電路板(2)連接的對(duì)應(yīng)界面設(shè) 有身高輸入欄，以便于進(jìn)一步確定脊椎的生理參數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種使用如權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用 秤的方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)收集及處理裝置為手機(jī)或電腦。8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種使用如權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(c)中，當(dāng)測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域時(shí)，MEMS壓力 傳感器(3)將獲取腳掌不同位置的壓力值和施加壓力的時(shí)間。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種使用如權(quán)利要求1所述的一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(e)中，數(shù)據(jù)收集及處理裝置后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力 值的步驟為： (1) 首先判斷傳感器收集數(shù)值是否有效：由于傳感器收集到數(shù)值時(shí)會(huì)因?yàn)榄h(huán)境影響造 成部分非工作狀態(tài)的傳感器有微小數(shù)值，故對(duì)此進(jìn)行忽略； (2) 根據(jù)傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力4#.心日計(jì))^#咖部分傳感器 數(shù)值加和可得ΣMl，與此同理得出右腳傳感器加和ΣMR，當(dāng)δ時(shí)，即存在 脊椎側(cè)偏的形態(tài)，數(shù)據(jù)收集及處理裝置向使用者提出注意信號(hào)； (3) 再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時(shí)各傳感器獲取數(shù)值的大小與時(shí)間可判斷使用者 走路的習(xí)慣； (4) 然后通過站立時(shí)前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢(shì)時(shí)是否駝背； (5) 最后通過腳掌的壓力分布形狀得知足弓的情況。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可探知脊椎狀態(tài)的家用秤及其使用方法，利用MEMS壓力傳感器對(duì)于每個(gè)傳感器所受的壓力進(jìn)行計(jì)量，通過采集到的壓力值和受力時(shí)間計(jì)算得出人體的脊椎形態(tài)；具體步驟如下：開啟家用秤電源；將數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過藍(lán)牙與電路板連接，用于測(cè)量時(shí)數(shù)據(jù)傳導(dǎo)及收集；測(cè)試者兩腳相繼踩上家用秤規(guī)定區(qū)域內(nèi)；傳感器收集數(shù)據(jù)進(jìn)行傳導(dǎo)：針對(duì)所有的MEMS壓力傳感器探測(cè)得到的結(jié)果進(jìn)行判定，將結(jié)果通過藍(lán)牙傳至連接的數(shù)據(jù)收集及處理裝置中；數(shù)據(jù)收集及處理裝置通過后臺(tái)計(jì)算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態(tài)；關(guān)閉電源，完成此次操作。本發(fā)明可通過左右腳不同部位的壓力分布判斷脊椎是否存在側(cè)偏、駝背等不良現(xiàn)象，并提出指導(dǎo)意見。
【IPC分類】A61B5/103
【公開號(hào)】CN105708465
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610243928
【發(fā)明人】徐洋, 扈昕瞳, 盛曉偉
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)