一种可探知脊椎状态的家用秤及其使用方法
【技术领域】
[0001] 本发明属电子计量衡器技术领域，特别是涉及一种可探知脊椎状态的家用秤及其 使用方法。
【背景技术】
[0002] 脊椎是人体骨骼中及其重要的一部分，具有支持躯干、保护内脏、保护脊髓和进行 运动的功能。我国中老年人群中97 %患有脊椎疾病，近年来，又呈现出年轻化的趋势，在40 岁以下的人群中，40%以上的人脊椎有各种疾病，儿童脊柱侧弯症的发病率高达25%以上。 有关调查显示，中小学生中伏案学习不正确姿势的约占总数的70% - 80%，种种不良的姿 势都容易使脊椎长时间处于屈曲位或某些特定体位，不仅使脊椎椎间盘内的压力增高，而 且也使脊椎部的肌肉韧带长期处于非协调受力状态而发生侧弯。
[0003] 脊椎病就是脊椎的骨质、椎间盘、韧带、肌肉发生病变，进而压迫、牵引刺激脊髓、 脊神经、血管、植物神经从而出现复杂多样的症状。常见病种为颈椎病、腰椎病。主要症状： 不能直立、头痛、眩晕、视力模糊、记忆力下降、颈肩酸痛、食欲不振、反胃、呕吐、下肢无力， 严重者可能导致瘫痪。
[0004] 脊椎病与骨质增生有密切关系。骨质增生又名骨刺，人们往往认为它是"坏东西"， 其实这些认识有些偏面。骨刺的产生是人体自身的一种代偿功能。增生的骨刺限制了骨关 节的活动范围，从而减小关节磨损和防止关节活动过度造成新的损伤，这在客观上起到了 保护关节的作用，是有利于人体的一面。但是，骨质增生的形成又造成骨关节疼痛和运动受 限，少数病人可出现压迫周围的血管或神经产生的病态症状，称为骨质增生症。这是不利于 人体的一面。骨质增生主要发生在人体承受重量较大和活动较多的关节部位，如颈椎、腰 椎、髋关节、膝关节和足跟等部位，以颈椎、腰椎和膝关节为常见。脊椎病的发展过程是逐渐 加重的。比如颈椎病，患者开始症状并不明显，只是存在颈肌损伤，肌筋膜炎，小关节紊乱 等。慢慢地引起椎间盘膨出，出现颈肩疼痛、头痛、眩晕、手足麻木、记忆力减退、"半身出汗 半身干"等症状。颈椎病可引发脑供血不足，造成"颈胃综合征"，"颈心综合征"，严重者可丧 失工作能力。
[0005] 脊椎病的发生往往是日积月累的习惯所导致的，长期的坐姿不良、站立偏倚或走 路姿势均会影响脊椎的正常形态。但是在家庭环境中缺少一种设备来探知人体脊椎的状 态。令许多脊椎病患者错过早期的预防而逐渐演化成重病，影响日常生活，甚至对身体造成 不可挽回的伤害。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是提供及一种可探知脊椎状态的家用秤及其使用方 法，解决现有家用秤无法探求脊椎状态的技术问题。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种可探知脊椎状态的家用 秤，包括外壳、电路板、上盖、电池盖，其中还包括MEMS压力传感器，所述外壳下方设有可与 电池盖配合的槽口，所述电池盖安装在外壳下方的槽口上，所述外壳上方设有矩形凹槽，便 于内部零件安装，所述电路板安装在外壳内，所述电路板下方与外壳下方槽口对应的位置 设有凹槽，用于安装电池，所述电路板内设有蓝牙装置，用于传导数据，所述外壳上端安装 有上盖，所述上盖下端、电路板上端设有若干排MEMS压力传感器，且MEMS压力传感器与电路 板连接。
[0008] 本发明的进一步技术方案是，所述上盖为绝缘软质材料，防止MEMS压力传感器之 间发生干涉。
[0009] 本发明的又进一步技术方案是，所述上盖为树脂或橡胶材料。
[0010] 本发明的再进一步技术方案是，所述上盖与MEMS压力传感器对应位置绘制有使用 者应踩的规定区域。
[0011] -种使用所述的一种可探知脊椎状态的家用秤的方法，其中包括以下步骤：
[0012] (a)开启家用秤电源，由于本发明内部存在多个MEMS压力传感器，在日常生活中对 于接触面较为敏感，在非工作阶段关闭电源可以更好的保护传感器；
[0013] (b)将数据收集及处理装置通过蓝牙与电路板连接，用于测量时数据传导及收集；
[0014] (c)测试者两脚相继踩上家用秤规定区域内；
[0015] ⑷传感器收集数据进行传导：针对所有的MEMS压力传感器探测得到的结果进行 判定，将结果通过蓝牙传至连接的数据收集及处理装置中；
[0016] (e)数据收集及处理装置通过后台计算、分析各传感器的压力值得知脊椎状态；
[0017] (f)关闭电源，完成此次操作。
[0018] 本发明的再进一步技术方案是，所述步骤(b)中，数据收集及处理装置与电路板 (2)连接的对应APP界面设有身高输入栏，以便于进一步确定脊椎的生理参数。
[0019] 本发明的再进一步技术方案是，所述数据收集及处理装置为手机或电脑。
[0020] 本发明的再进一步技术方案是，所述步骤(c)中，当测试者两脚相继踩上家用秤规 定区域时，MEMS压力传感器将获取脚掌不同位置的压力值和施加压力的时间。
[0021] 本发明的更进一步技术方案是，所述步骤(e)中，数据收集及处理装置后台计算、 分析各传感器的压力值的步骤为：
[0022] (1)首先判断传感器收集数值是否有效：由于传感器收集到数值时会因为环境影 响造成部分非工作状态的传感器有微小数值，故对此进行忽略；
[0023] (2)根据传感器的排列位置可以得知左脚与右脚的重力分布，此时将左脚部分传 感器数值加和可得2Ml，与此同理得出右脚传感器加和ΣΜρ
时，即 存在脊椎侧偏的形态，数据收集及处理装置向使用者提出注意信号；
[0024] (3)再次通过分析脚掌踩踏至家用秤时各传感器获取数值的大小与时间可判断使 用者走路的习惯；
[0025] (4)然后通过站立时前后脚掌的受力分布得出人在站立姿势时是否驼背；
[0026] (5)最后通过脚掌的压力分布形状得知足弓的情况。
[0027]有益效果
[0028]本发明可以通过人体站立和走路姿势造成的不同足底压力分布来判断脊椎的生 理形态，从而可以在日常生活中探知脊椎是否存在侧偏、驼背等不良形态，在生活中尽早的 避免脊椎病的形成，为今后的生活与健康起到预警的作用。
【附图说明】
[0029]图1为本发明的结构示意图。
[0030]图2为本发明的剖视图。
[0031] 图3为本发明的实施例流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0033] 实施例1
[0034] 如图1-2所示，一种可探知脊椎状态的家用秤，包括外壳1、电路板2、上盖4、电池盖 5,其中还包括MEMS压力传感器3,所述外壳1下方设有可与电池盖5配合的槽口，所述电池盖 5安装在外壳1下方的槽口上，所述外壳1上方设有矩形凹槽，便于内部零件安装，所述电路 板2安装在外壳1内，所述电路板2下方与外壳1下方槽口对应的位置设有凹槽，用于安装电 池，所述电路板2内设有蓝牙装置，用于传导数据，所述外壳1上端安装有上盖4,所述上盖4 下端、电路板2上端设有若干排MEMS压力传感器3,且MEMS压力传感器3与电路板2连接。 [0035]所述上盖4为绝缘软质材料，防止MEMS压力传感器3之间发生干涉。
[0036]所述上盖4为树脂或橡胶材料。
[0037] 所述上盖4与MEMS压力传感器3对应位置绘制有使用者应踩的规定区域。
[0038] -种使用所述的一种可探知脊椎状态的家用秤的方法，其中包括以下步骤：
[0039] (a)开启家用秤电源，由于本发明内部存在多个MEMS压力传感器，在日常生活中对 于接触面较为敏感，在非工作阶段关闭电源可以更好的保护传感器；
[0040] (b)将数据收集及处理装置通过蓝牙与电路板(2)连接，用于测量时数据传导及收 集；
[0041] (c)测试者两脚相继踩上家用秤规定区域内；
[0042] (d)传感器收集数据进行传导:针对所有的MEMS压力传感器3探测得到的结果进行 判定，将结果通过蓝牙传至连接的数据收集及处理装置中；
[0043] (e)数据收集及处理装置通过后台计算、分析各传感器的压力值得知脊椎状态；
[0044] (f)关闭电源，完成此次操作。
[0045]所述步骤(b)中，数据收集及处理装置与电路板2连接的对应APP界面设有身高输 入栏，以便于进一步确定脊椎的生理参数;所述数据收集及处理装置为手机或电脑。
[0046] 所述步骤(c)中，当测试者两脚相继踩上家用秤规定区域时，MEMS压力传感器3将 获取脚掌不同位置的压力值和施加压力的时间。
[0047] 所述步骤（e)中，数据收集及处理装置后台计算、分析各传感器的压力值的步骤 为：
[0048] (1)首先判断传感器收集数值是否有效：由于传感器收集到数值时会因为环境影 响造成部分非工作状态的传感器有微小数值，故对此进行忽略；
[0049] (2)根据传感器的排列位置可以得知左脚与右脚的重力分布，此时将左脚部分传 感器数值加和可得ΣΜ?，与此同理得出右脚传感器加和ΣΜρ时，即 存在脊椎侧偏的形态，数据收集及处理装置向使用者提出注意信号；
[0050] (3)再次通过分析脚掌踩踏至家用秤时各传感器获取数值的大小与时间可判断使 用者走路的习惯；
[0051] (4)然后通过站立时前后脚掌的受力分布得出人在站立姿势时是否驼背；
[0052] (5)最后通过脚掌的压力分布形状得知足弓的情况。
[0053] 具体实施过程如图3所示：
[0054] 1)开启家用秤电源：由于本发明内部存在多个MEMS压力传感器，故在日常生活中 对于接触面较为敏感，在非工作阶段关闭电源可以更好的保护传感器：
[0055] 2)连接蓝牙便于数据传导，可采用数据收集及处理装置进行观测：为使用者更好 的了解自己的身体状况，可设计相应的APP作为交互界面，通过蓝牙连接设备传导数据； [0056] 3)两脚相继踩上家用秤指定位置:在本发明的结构上部设计有多排MEMS压力传感 器，当开始使用时将双脚置于安放传感器的位置，避免数据遗漏;此时传感器将获取脚掌不 同位置的压力值和施加压力的时间；
[0057] 4)传感器收集数据进行传导:针对所有的MEMS压力传感器探测得知的结果进行判 定，将有效结果通过蓝牙传到至连接的数据收集及处理装置中；
[0058] 5)通过计算结果得知脊椎状态，关闭电源完成此次操作;通过获悉的传感器数据 进行分析计算，在APP界面显示最终的结果。
【主权项】
1. 一种可探知脊椎状态的家用秤，包括外壳（1)、电路板(2)、上盖(4)、电池盖(5)，其特 征在于:还包括MEMS压力传感器(3)，所述外壳（1)下方设有可与电池盖(5)配合的槽口，所 述电池盖(5)安装在外壳（1)下方的槽口上，所述外壳（1)上方设有矩形凹槽，便于内部零件 安装，所述电路板(2)安装在外壳（1)内，所述电路板(2)下方与外壳（1)下方槽口对应的位 置设有凹槽，用于安装电池，所述电路板(2)内设有蓝牙装置，用于传导数据，所述外壳（1) 上端安装有上盖(4)，所述上盖(4)下端、电路板(2)上端设有若干排MEMS压力传感器(3)，且 MEMS压力传感器(3)与电路板(2)连接。2. 根据权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤，其特征在于:所述上盖(4)为 绝缘软质材料，防止MEMS压力传感器(3)之间发生干涉。3. 根据权利要求1或2所述的一种可探知脊椎状态的家用秤，其特征在于:所述上盖(4) 为树脂或橡胶材料。4. 根据权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤，其特征在于:所述上盖(4)与 MEMS压力传感器(3)对应位置绘制有使用者应踩的规定区域。5. -种使用如权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤的方法，其特征在于:包 括以下步骤： (a) 开启家用秤电源； (b) 将数据收集及处理装置通过蓝牙与电路板(2)连接，用于测量时数据传导及收集； (c) 测试者两脚相继踩上家用秤规定区域内； (d) 传感器收集数据进行传导:针对所有的MEMS压力传感器(3)探测得到的结果进行判 定，将结果通过蓝牙传至连接的数据收集及处理装置中； (e) 数据收集及处理装置通过后台计算、分析各传感器的压力值得知脊椎状态； (f) 关闭电源，完成此次操作。6. 根据权利要求5所述的一种使用如权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤 的方法，其特征在于:所述步骤(b)中，数据收集及处理装置与电路板(2)连接的对应界面设 有身高输入栏，以便于进一步确定脊椎的生理参数。7. 根据权利要求5或6所述的一种使用如权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用 秤的方法，其特征在于:所述数据收集及处理装置为手机或电脑。8. 根据权利要求5所述的一种使用如权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤 的方法，其特征在于:所述步骤(c)中，当测试者两脚相继踩上家用秤规定区域时，MEMS压力 传感器(3)将获取脚掌不同位置的压力值和施加压力的时间。9. 根据权利要求5所述的一种使用如权利要求1所述的一种可探知脊椎状态的家用秤 的方法，其特征在于:所述步骤(e)中，数据收集及处理装置后台计算、分析各传感器的压力 值的步骤为： (1) 首先判断传感器收集数值是否有效：由于传感器收集到数值时会因为环境影响造 成部分非工作状态的传感器有微小数值，故对此进行忽略； (2) 根据传感器的排列位置可以得知左脚与右脚的重力4#.心日计)^#咖部分传感器 数值加和可得ΣMl，与此同理得出右脚传感器加和ΣMR，当δ时，即存在 脊椎侧偏的形态，数据收集及处理装置向使用者提出注意信号； (3) 再次通过分析脚掌踩踏至家用秤时各传感器获取数值的大小与时间可判断使用者 走路的习惯； (4) 然后通过站立时前后脚掌的受力分布得出人在站立姿势时是否驼背； (5) 最后通过脚掌的压力分布形状得知足弓的情况。
【专利摘要】本发明涉及一种可探知脊椎状态的家用秤及其使用方法，利用MEMS压力传感器对于每个传感器所受的压力进行计量，通过采集到的压力值和受力时间计算得出人体的脊椎形态；具体步骤如下：开启家用秤电源；将数据收集及处理装置通过蓝牙与电路板连接，用于测量时数据传导及收集；测试者两脚相继踩上家用秤规定区域内；传感器收集数据进行传导：针对所有的MEMS压力传感器探测得到的结果进行判定，将结果通过蓝牙传至连接的数据收集及处理装置中；数据收集及处理装置通过后台计算、分析各传感器的压力值得知脊椎状态；关闭电源，完成此次操作。本发明可通过左右脚不同部位的压力分布判断脊椎是否存在侧偏、驼背等不良现象，并提出指导意见。
【IPC分类】A61B5/103
【公开号】CN105708465
【申请号】CN201610243928
【发明人】徐洋, 扈昕瞳, 盛晓伟
【申请人】东华大学