一种偏载与体脂测试一体化装置及测试方法与流程

本发明属于人体秤检测技术领域，具体涉及一种偏载与体脂测试一体化装置及测试方法。

背景技术：

随着科学技术的发展，现有的人体秤除了能测量人体的体重之外，还可以测量人体的脂肪、水分等信息。因此，对于人体秤的检测就需要多个测试环节以保证其出厂合格。当前，人体秤的测试环节主要包括偏载测试和体脂测试，对于偏载测试，需要对人体秤的若干极限位置进行一定压力的预压，以检测人体秤在受到不同位置的压力时所测量的重量是否准确；对于体脂测试，需要检测人体秤上的四个用以检测体脂的电极片是否正常工作；上述两个测试环节，通常需要两台互不兼容的测试仪来进行检测，测试环节花费时间长，导致人体秤的检测效率低。

如申请号为201020122238.9的中国实用新型专利公开了一种集装箱超偏载检测称重系统装置，主要由安装在集装箱门吊吊架四角、用来采集门吊吊架吊起集装箱时所受拉力大小信号的称重传感器、安装在吊架上的集成了A/D转换模块和无线发射机的电气箱、供电电源模块和安装在门吊操作室的内部集成有无线接收机的智能称重仪表组成，其称重传感器安装在门吊吊架四角动滑轮两侧的拉板上，称重传感器采集的信号经电气箱处理后通过无线方式将信号传送给能将计算出的集装箱总重和偏载量显示的智能称重仪表；其在起重设备在吊运集装箱的同时就可以检测集装箱的超载、偏重和偏载情况，作业人员可在装车之前剔除掉超载、偏重和偏载量超标的集装箱。

基于此，如何设计一种既能进行偏载测试，又能进行体脂测试的一体化装置，用以提高人体秤的检测效率，是当前研究的热点。目前还没有普遍适用的检测仪器。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种偏载与体脂测试一体化装置及测试方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种偏载与体脂测试一体化装置，应用于人体秤的测试，所述装置包括机架、砝码、与砝码一一对应的竖直传动单元；

竖直传动单元设于机架上，用于驱动砝码在竖直方向运动以使砝码对人体秤施加标准压力，以进行偏载测试；

砝码上设有导电单元，当砝码与人体秤接触时，导电单元与人体秤的电极片接触，以进行体脂测试。

本发明的偏载与体脂测试一体化装置，在偏载测试完成后，直接进行体脂测试，不同的测试环节可同时进行，无需两个测试仪分别独立进行测试，提高了人体秤的测试效率。

作为优选方案，所述装置还包括控制单元，控制单元用于控制竖直传动单元的启停。实现控制砝码运动的自动化。

作为优选方案，所述竖直传动单元包括第一电磁阀和竖直气缸，第一电磁阀与所述控制单元通讯连接，以通过第一电磁阀控制竖直气缸在竖直方向运动；竖直气缸的固定端与机架连接，活动端与砝码连接。实现竖直气缸运动的电气化自动控制。

作为优先方案，所述竖直气缸的固定端连接于一支撑板，所述支撑板通过若干支撑柱与机架固定连接。通过支撑柱的支撑用以作为支撑板的结构支持，并为竖直气缸提供高精度的定位作用，保证砝码的平稳活动。

作为优选方案，所述竖直气缸上设有电磁传感器，电磁传感器与控制单元连接，用于感应竖直气缸运动至目标位置。

作为优选方案，所述装置还包括测试载板和水平传动单元，测试载板用于定位人体秤；水平传动单元用于驱动测试载板在水平方向运动，水平传动单元与所述控制单元连接。测试载板用于定位人体秤，防止人体秤在测试过程中活动；通过水平传动单元驱动测试载板水平运动，间接调节人体秤的水平位置。

作为优选方案，所述水平传动单元包括第二电磁阀和水平气缸，第二电磁阀与所述控制单元通讯连接，以通过第二电磁阀控制水平气缸在水平方向运动；水平气缸的固定端与机架连接，活动端与测试载板连接。实现水平气缸运动的电气化自动控制。

作为优选方案，所述机架上设有导轨，所述导轨用于引导测试载板在水平方向运动；所述导轨通过导轨滑块与测试载板连接。导轨的设置使得测试载板的水平移动更加顺滑；通过导轨滑块连接导轨以及测试载板，使测试载板稳定地在导轨上滑动。

作为优选方案，所述机架上设有光电传感器，光电传感器与控制单元连接，用于感应测试载板运动至预设位置。

作为优选方案，所述机架上设有油压缓冲器，用以缓冲水平气缸的移动动作，使得机械碰撞柔缓。

作为优选方案，所述机架上设有坦克链，用于保护各个连接线缆。

作为优选方案，所述装置还包括图像采集单元和显示单元，图像采集单元和显示单元均与控制单元连接；图像采集单元用于采集人体秤上的显示屏的读数信息；显示单元用于显示偏载与体脂测试结果。通过图像采集单元和显示单元，使测试者能直观地了解测试结果。

作为优选方案，所述图像采集单元为电荷藕合器件图像传感器CCD。

作为优选方案，所述装置包括急停开关，急停开关与控制单元连接；当遇到紧急事件时，用以紧急停止整个装置的动作，防止危险进一步恶化。

作为优选方案，所述装置包括操作按键，操作按键为实体键或虚拟键；实体键与控制单元连接，以实现各测试环节的控制；虚拟键为显示单元上的触屏按键，以实现各测试环节的控制。

本发明还提供偏载与体脂测试一体化装置的测试方法，包括以下步骤：

各竖直传动单元依次驱动对应的砝码在竖直方向运动以使砝码对人体秤施加标准压力，以依次进行偏载测试；

当各砝码的导电单元均与人体秤上相应的电极片接触，以进行体脂测试。实现偏载测试与体脂测试同时进行，无需两个测试仪分别独立进行测试，提高了人体秤的测试效率。

作为优选方案，当相应数量的砝码对人体秤施加标准压力时，若人体秤上的显示屏的读数信息与相应数量的砝码叠加的重量和一致，则判断偏载测试合格，以进行下一偏载测试。

本发明与现有技术相比，有益效果是：本发明的偏载与体脂测试一体化装置及其测试方法，实现偏载测试与体脂测试同时进行，无需两个测试仪分别独立进行测试，提高了人体秤的测试效率。

附图说明

图1是本发明实施例一的偏载与体脂测试一体化装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一的偏载与体脂测试一体化装置的局部结构示意图；

图3是图2的局部结构的左视图；

图4是图2的局部结构的前视图；

图5是图2的局部结构的俯视图；

图6是本发明实施例一的偏载与体脂测试一体化装置中部件的连接示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，并获得其它的实施方式。

实施例一：

现有的人体秤一般具备称重功能和体脂测试功能，为了提高人体秤的出厂测试效率，本实施例提供一种偏载与体脂测试一体化装置，如图1-6所示，包括机架104、控制单元、电力供应单元、四组砝码203、与每组砝码203一一对应的四组竖直传动单元；如图1所示，机架104为立式中空方形结构，包括上层架体、下层架体以及连接上层架体和下层架体的支板205，下层架体的下端装配有四个滚轮，便于整个装置的移动；支板205包括内段部和凸出于机架的右侧面之外的外段部，并在位于支板205上方的上层架体的右侧面设有人体秤212传输至上层架体内部的入口，该入口即为人体秤212传输至上层架体之外的出口。其中，支板205为平面板状结构，作为整个结构部件的结构支撑，并给整机提供良好的平面度以获得高精度的装配；支板205的两侧设有固定座215，以与上层架体和/或下层架体固定连接。电力供应单元用于与外界220V插座连接，以对整个装置提供电力支持。

控制单元，即中央控制器，采用嵌入式微处理器，微控制器芯片内部集成有ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出(PWM)、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设；微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高；常用的有8051、MCS系列、C540、MSP430系列等。

如图2所示，竖直传动单元设于机架上，用于驱动砝码在竖直方向运动以使砝码对人体秤施加标准压力，以进行偏载测试；具体地，每组竖直传动单元包括第一电磁阀和竖直气缸213，第一电磁阀与中央控制器通讯连接，以通过第一电磁阀控制竖直气缸213在竖直方向运动；各组竖直气缸的固定端(即上端)均连接于支撑板201的下表面，且均匀地分布于四个方向上；另外，支撑板201的下表面通过四根支撑柱202与机架的支板205的内段部固定连接，各组竖直气缸的活动端(即下端)分别与对应的砝码203连接，通过竖直气缸213的上下活动以驱动砝码203上下运动以便对人体秤212施加标准压力，实现竖直气缸运动的电气化自动控制。其中，通过支撑柱202的支撑以作为支撑板201的结构支持，并为竖直气缸提供高精度的定位作用，保证砝码的平稳活动。

进一步地，竖直气缸213上设有电磁传感器，电磁传感器与中央处理器连接，电磁传感器用于感应竖直气缸是否运动至目标位置，若竖直气缸运动到位后，则向中央控制器返回到位信号。

四组砝码203分别为1号砝码、2号砝码、3号砝码和4号砝码，相应地，、四组竖直气缸分别为1号竖直气缸、2号竖直气缸、3号竖直气缸和4号竖直气缸。砝码上均设有导电单元，具体地，每组砝码203的下端均设有导电布，当砝码203与人体秤212接触时，砝码203下端的导电布与人体秤212的电极片接触，以进行体脂测试。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括所述装置还包括图像采集单元214和显示单元101，图像采集单元214和显示单元101均与中央控制器连接；图像采集单元214为电荷藕合器件图像传感器CCD，用于采集人体秤上的显示屏的读数信息；显示单元101为触控显示屏，用于显示偏载与体脂测试结果，还显示虚拟控制键，以实现控制各测试环节的启停。通过图像采集单元和显示单元，使测试者能直观地了解测试结果。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括急停开关103和实体操控键102，急停开关与中央控制器连接，用于启动装置以及当遇到紧急事件时，用以紧急停止整个装置的动作，防止危险进一步恶化；实体操控键102与中央控制器连接，以实现控制各测试环节的启停。

为了进一步提高偏载与体脂测试一体化装置的自动化程度，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括测试载板204和水平传动单元，测试载板204用于容置及定位人体秤；水平传动单元用于驱动测试载板在水平方向运动，具体地，水平传动单元包括第二电磁阀和水平气缸208，第二电磁阀与中央控制器通讯连接，以通过第二电磁阀控制水平气缸208在水平方向运动；水平气缸208的固定端与机架的支板205的外段部连接，其活动端沿支板205的内外方向延伸至内段部并与测试载板连接，实现水平气缸运动的电气化自动控制。其中，测试载板用于容置及定位人体秤，防止人体秤在测试过程中发生偏移；通过水平气缸208驱动测试载板204在水平方向运动，间接地调节人体秤的水平位置，便于对人体秤的自动化测试。为了获取测试载板是否运动至预设位置，在机架的支板205上设有光电传感器210，光电传感器210与中央控制器连接，用于感应测试载板的位置，并在测试载板运动至预设位置时，向中央控制器反馈测试载板到位信号。而且，还在机架的支板205上设置油压缓冲器207，用以缓冲水平气缸208的移动动作，使得机械碰撞柔缓。

另外，在机架的支板205上沿其内外方向平行设置两条导轨209，导轨用于引导测试载板204在水平方向运动，导轨的设置使得测试载板的水平移动更加顺滑；每一条导轨209分别通过一个导轨滑块211与测试载板204连接；通过导轨滑块211连接导轨以及测试载板，使测试载板204稳定地在导轨209上滑动。在机架的支板205上位于两条导轨之间且平行于导轨设置坦克链206，用于保护各连接线缆。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括报警单元，报警单元与中央控制器连接，用于在偏载测试或体脂测试失败时进行报警，报警单元为报警灯或蜂鸣器。

相应地，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置的测试方法，包括以下步骤：

1)将220V交流电接入装置；

2)旋转急停开关103，使得整个装置进入启动状态，进入初始化程序；

3)中央控制器通过第二电磁阀控制水平气缸208拉出，测试载板204通过导轨滑块211连接至导轨209，驱动测试载板204运动到上层架体的外侧；

4)测试人员将人体秤212放置于测试载板204上，按下实体操控键102以启动整个测试；

5)中央控制器通过第二电磁阀控制水平气缸208收回，测试载板204通过导轨滑块211连接至导轨209，驱动测试载板204运动到上层架体的内侧；

6)光电传感器210感应到测试载板204已经运动到预设位置后，反馈到位信号给中央控制器，启动偏载测试环节；

7)中央控制器通过第一电磁阀控制1号竖直气缸驱动1号砝码下落在人体秤的左上角，给人体秤的左上角的电极片处施加标准压力，1号竖直气缸上自带的电磁传感器感应到气缸运动到位后，向中央控制器返回到位信号，中央控制器控制CCD捕捉人体秤显示屏上显示的读数；

8)当人体秤显示屏上显示的读数符合要求，则继续通过控制2号竖直气缸驱动2号砝码下落在人体秤的右上角，给人体秤的右上角的电极片处施加标准压力，2号竖直气缸上自带的电磁传感器感应到气缸运动到位后，向中央控制器返回到位信号，中央控制器控制CCD捕捉人体秤显示屏上显示的读数；

9)当人体秤显示屏上显示的读数符合两砝码叠加的重量和的要求，则继续重复步骤8)的动作，通过控制3号竖直气缸驱动3号砝码下落在人体秤的左下角，给人体秤的左下角的电极片处施加标准压力，3号竖直气缸上自带的电磁传感器感应到气缸运动到位后，向中央控制器返回到位信号，中央控制器控制CCD捕捉人体秤显示屏上显示的读数；当人体秤显示屏上显示的读数符合三砝码叠加的重量和的要求，则继续通过控制4号竖直气缸驱动4号砝码下落在人体秤的右下角，给人体秤的右下角的电极片处施加标准压力，4号竖直气缸上自带的电磁传感器感应到气缸运动到位后，向中央控制器返回到位信号，中央控制器控制CCD捕捉人体秤显示屏上显示的读数；当人体秤显示屏上显示的读数符合四砝码叠加的重量和的要求，则成功完成偏载测试；

10)偏载测试完成后，此时四组砝码都同时作用在人体秤上，此时完成了体脂测试的测试要求，通过砝码底部的导电布，进行体脂测试；

11)中央控制器通过砝码上的导电布，连接到人体秤的电极片，进行一定序列的电极片之间的短路、断路测试；

12)整个偏载、体脂测试完成，在整个测试期间，如有测试fail，报警灯立即亮起并启动蜂鸣器，同时，中央控制器通过第二电磁阀控制水平气缸拉出，测试载板通过导轨滑块连接至导轨，驱动测试载板将人体秤运送到上层架体之外；

13)显示屏实时显示各个测试项的测试结果。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置和测试方法，在偏载测试完成后，直接进行体脂测试，不同的测试环节可同时进行，无需两个测试仪分别独立进行测试，提高了人体秤的测试效率。

作为优选实施例，本实施例的测试方法与实施例一的测试方法的不同之处在于：当4号竖直气缸下落完成时，人体秤还未稳定读数时即可进行体脂测试，更加节约时间，进一步提高人体秤测试效率。其它步骤参照实施例一。

作为优选实施例，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置与实施例一的偏载与体脂测试一体化装置的不同之处在于：砝码的数量为三组、六组或八组，相应的竖直气缸也作出适应性调整，以适应不同的人体秤测试，适应性广；其它结构可参照实施例一。

作为优选实施例，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置在实施例一的偏载与体脂测试一体化装置的基础上进一步改进：在触控显示屏上设有四个虚拟键，通过四个虚拟键的组合操作完成装置中各部件的执行动作，以完成偏载测试和体脂测试。另外，通过与触控显示屏的交互显示以对竖直气缸的下压的标准压力进行设置；同时，触控显示屏还能显示当前装置在工作时的工作状态以及工作的相关参数。还对应于竖直气缸设有电气比例阀，以向下提供稳定的、低偏差量的压力，竖直气缸的压力直接通过配有压力传感器的压板传递至待测的人体秤上。其它结构可参照实施例一。

作为优选实施例，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置在实施例一的基础上进一步改进：即在机架上还设有扫码头，每个待测试的人体秤均有自身的识别码，通过扫码头对每个待测试的人体秤进行扫码识别，便于待测试人体秤与其测试结果对应，便于后续跟踪及排查。其它结构可参照实施例一。

作为优选实施例，本实施例的偏载与体脂测试一体化装置与实施例一的偏载与体脂测试一体化装置的不同之处在于：本实施例的偏载与体脂测试一体化装置包括机架、控制单元、电力供应单元、四组砝码、与每组砝码一一对应的四组竖直传动单元；机架为立式中空方形结构，其内水平设有测试载板，机架侧开门，以便将人体秤放置于测试载板上。电力供应单元用于与外界220V插座连接，以对整个装置提供电力支持。

控制单元，即中央控制器，采用嵌入式微处理器，微控制器芯片内部集成有ROM/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出(PWM)、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设；微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高；常用的有8051、MCS系列、C540、MSP430系列等。

竖直传动单元设于机架上，用于驱动砝码在竖直方向运动以使砝码对人体秤施加标准压力，以进行偏载测试；具体地，每组竖直传动单元包括第一电磁阀和竖直气缸，第一电磁阀与中央控制器通讯连接，以通过第一电磁阀控制竖直气缸在竖直方向运动；各组竖直气缸的固定端(即上端)均连接于支撑板的下表面，且均匀地分布于四个方向上；另外，支撑板的下表面通过四根支撑柱与机架固定连接，各组竖直气缸的活动端(即下端)分别与对应的砝码连接，通过竖直气缸的上下活动以驱动砝码上下运动以便对人体秤施加标准压力，实现竖直气缸运动的电气化自动控制。其中，通过支撑柱的支撑以作为支撑板的结构支持，并为竖直气缸提供高精度的定位作用，保证砝码的平稳活动。

进一步地，竖直气缸上设有电磁传感器，电磁传感器与中央处理器连接，电磁传感器用于感应竖直气缸是否运动至目标位置，若竖直气缸运动到位后，则向中央控制器返回到位信号。

四组砝码分别为1号砝码、2号砝码、3号砝码和4号砝码，相应地，、四组竖直气缸分别为1号竖直气缸、2号竖直气缸、3号竖直气缸和4号竖直气缸。砝码上均设有导电单元，具体地，每组砝码的下端均设有导电布，当砝码与人体秤接触时，砝码下端的导电布与人体秤的电极片接触，以进行体脂测试。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括所述装置还包括图像采集单元和显示单元，图像采集单元和显示单元均与中央控制器连接；图像采集单元为电荷藕合器件图像传感器CCD，用于采集人体秤上的显示屏的读数信息；显示单元为触控显示屏，用于显示偏载与体脂测试结果，还显示虚拟控制键，以实现控制各测试环节的启停。通过图像采集单元和显示单元，使测试者能直观地了解测试结果。

本实施例的偏载与体脂测试一体化装置还包括急停开关，急停开关与中央控制器连接，用于启动装置以及当遇到紧急事件时，用以紧急停止整个装置的动作，防止危险进一步恶化。

本实施例在实施例一的基础上进行了结构简化，即省略了人体秤水平活动的部件及步骤，降低了结构的复杂度，操作简单。具体结构可参照实施例一。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要进行自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应属于本发明的保护范围。