一種可探知脊椎狀態的家用秤及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬電子計量衡器技術領域，特別是涉及一種可探知脊椎狀態的家用秤及其 使用方法。
【背景技術】
[0002] 脊椎是人體骨骼中及其重要的一部分，具有支持軀干、保護內臟、保護脊髓和進行 運動的功能。我國中老年人群中97 %患有脊椎疾病，近年來，又呈現出年輕化的趨勢，在40 歲以下的人群中，40%以上的人脊椎有各種疾病，兒童脊柱側彎癥的發病率高達25%以上。 有關調查顯示，中小學生中伏案學習不正確姿勢的約占總數的70% - 80%，種種不良的姿 勢都容易使脊椎長時間處于屈曲位或某些特定體位，不僅使脊椎椎間盤內的壓力增高，而 且也使脊椎部的肌肉韌帶長期處于非協調受力狀態而發生側彎。
[0003] 脊椎病就是脊椎的骨質、椎間盤、韌帶、肌肉發生病變，進而壓迫、牽引刺激脊髓、 脊神經、血管、植物神經從而出現復雜多樣的癥狀。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、下肢無力， 嚴重者可能導致癱瘓。
[0004] 脊椎病與骨質增生有密切關系。骨質增生又名骨刺，人們往往認為它是"壞東西"， 其實這些認識有些偏面。骨刺的產生是人體自身的一種代償功能。增生的骨刺限制了骨關 節的活動范圍，從而減小關節磨損和防止關節活動過度造成新的損傷，這在客觀上起到了 保護關節的作用，是有利于人體的一面。但是，骨質增生的形成又造成骨關節疼痛和運動受 限，少數病人可出現壓迫周圍的血管或神經產生的病態癥狀，稱為骨質增生癥。這是不利于 人體的一面。骨質增生主要發生在人體承受重量較大和活動較多的關節部位，如頸椎、腰 椎、髖關節、膝關節和足跟等部位，以頸椎、腰椎和膝關節為常見。脊椎病的發展過程是逐漸 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，小關節紊亂 等。慢慢地引起椎間盤膨出，出現頸肩疼痛、頭痛、眩暈、手足麻木、記憶力減退、"半身出汗 半身干"等癥狀。頸椎病可引發腦供血不足，造成"頸胃綜合征"，"頸心綜合征"，嚴重者可喪 失工作能力。
[0005] 脊椎病的發生往往是日積月累的習慣所導致的，長期的坐姿不良、站立偏倚或走 路姿勢均會影響脊椎的正常形態。但是在家庭環境中缺少一種設備來探知人體脊椎的狀 態。令許多脊椎病患者錯過早期的預防而逐漸演化成重病，影響日常生活，甚至對身體造成 不可挽回的傷害。

【發明內容】

[0006] 本發明所要解決的技術問題是提供及一種可探知脊椎狀態的家用秤及其使用方 法，解決現有家用秤無法探求脊椎狀態的技術問題。
[0007] 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種可探知脊椎狀態的家用 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，所述外殼上方設有矩形凹槽，便 于內部零件安裝，所述電路板安裝在外殼內，所述電路板下方與外殼下方槽口對應的位置 設有凹槽，用于安裝電池，所述電路板內設有藍牙裝置，用于傳導數據，所述外殼上端安裝 有上蓋，所述上蓋下端、電路板上端設有若干排MEMS壓力傳感器，且MEMS壓力傳感器與電路 板連接。
[0008] 本發明的進一步技術方案是，所述上蓋為絕緣軟質材料，防止MEMS壓力傳感器之 間發生干涉。
[0009] 本發明的又進一步技術方案是，所述上蓋為樹脂或橡膠材料。
[0010] 本發明的再進一步技術方案是，所述上蓋與MEMS壓力傳感器對應位置繪制有使用 者應踩的規定區域。
[0011] -種使用所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤的方法，其中包括以下步驟：
[0012] (a)開啟家用秤電源，由于本發明內部存在多個MEMS壓力傳感器，在日常生活中對 于接觸面較為敏感，在非工作階段關閉電源可以更好的保護傳感器；
[0013] (b)將數據收集及處理裝置通過藍牙與電路板連接，用于測量時數據傳導及收集；
[0014] (c)測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域內；
[0015] ⑷傳感器收集數據進行傳導：針對所有的MEMS壓力傳感器探測得到的結果進行 判定，將結果通過藍牙傳至連接的數據收集及處理裝置中；
[0016] (e)數據收集及處理裝置通過后臺計算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態；
[0017] (f)關閉電源，完成此次操作。
[0018] 本發明的再進一步技術方案是，所述步驟(b)中，數據收集及處理裝置與電路板 (2)連接的對應APP界面設有身高輸入欄，以便于進一步確定脊椎的生理參數。
[0019] 本發明的再進一步技術方案是，所述數據收集及處理裝置為手機或電腦。
[0020] 本發明的再進一步技術方案是，所述步驟(c)中，當測試者兩腳相繼踩上家用秤規 定區域時，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間。
[0021] 本發明的更進一步技術方案是，所述步驟(e)中，數據收集及處理裝置后臺計算、 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值是否有效：由于傳感器收集到數值時會因為環境影 響造成部分非工作狀態的傳感器有微小數值，故對此進行忽略；
[0023] (2)根據傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力分布，此時將左腳部分傳 感器數值加和可得2Ml，與此同理得出右腳傳感器加和ΣΜρ

時，即 存在脊椎側偏的形態，數據收集及處理裝置向使用者提出注意信號；
[0024] (3)再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時各傳感器獲取數值的大小與時間可判斷使 用者走路的習慣；
[0025] (4)然后通過站立時前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢時是否駝背；
[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]本發明可以通過人體站立和走路姿勢造成的不同足底壓力分布來判斷脊椎的生 理形態，從而可以在日常生活中探知脊椎是否存在側偏、駝背等不良形態，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警的作用。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發明的結構示意圖。
[0030]圖2為本發明的剖視圖。
[0031] 圖3為本發明的實施例流程圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明 而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人 員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定 的范圍。
[0033] 實施例1
[0034] 如圖1-2所示，一種可探知脊椎狀態的家用秤，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上方設有矩形凹槽，便于內部零件安裝，所述電路 板2安裝在外殼1內，所述電路板2下方與外殼1下方槽口對應的位置設有凹槽，用于安裝電 池，所述電路板2內設有藍牙裝置，用于傳導數據，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為絕緣軟質材料，防止MEMS壓力傳感器3之間發生干涉。
[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對應位置繪制有使用者應踩的規定區域。
[0038] -種使用所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤的方法，其中包括以下步驟：
[0039] (a)開啟家用秤電源，由于本發明內部存在多個MEMS壓力傳感器，在日常生活中對 于接觸面較為敏感，在非工作階段關閉電源可以更好的保護傳感器；
[0040] (b)將數據收集及處理裝置通過藍牙與電路板(2)連接，用于測量時數據傳導及收 集；
[0041] (c)測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域內；
[0042] (d)傳感器收集數據進行傳導:針對所有的MEMS壓力傳感器3探測得到的結果進行 判定，將結果通過藍牙傳至連接的數據收集及處理裝置中；
[0043] (e)數據收集及處理裝置通過后臺計算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態；
[0044] (f)關閉電源，完成此次操作。
[0045]所述步驟(b)中，數據收集及處理裝置與電路板2連接的對應APP界面設有身高輸 入欄，以便于進一步確定脊椎的生理參數;所述數據收集及處理裝置為手機或電腦。
[0046] 所述步驟(c)中，當測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域時，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間。
[0047] 所述步驟（e)中，數據收集及處理裝置后臺計算、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值是否有效：由于傳感器收集到數值時會因為環境影 響造成部分非工作狀態的傳感器有微小數值，故對此進行忽略；
[0049] (2)根據傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力分布，此時將左腳部分傳 感器數值加和可得ΣΜ?，與此同理得出右腳傳感器加和ΣΜρ時，即 存在脊椎側偏的形態，數據收集及處理裝置向使用者提出注意信號；

[0050] (3)再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時各傳感器獲取數值的大小與時間可判斷使 用者走路的習慣；
[0051] (4)然后通過站立時前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢時是否駝背；
[0052] (5)最后通過腳掌的壓力分布形狀得知足弓的情況。
[0053] 具體實施過程如圖3所示：
[0054] 1)開啟家用秤電源：由于本發明內部存在多個MEMS壓力傳感器，故在日常生活中 對于接觸面較為敏感，在非工作階段關閉電源可以更好的保護傳感器：
[0055] 2)連接藍牙便于數據傳導，可采用數據收集及處理裝置進行觀測：為使用者更好 的了解自己的身體狀況，可設計相應的APP作為交互界面，通過藍牙連接設備傳導數據； [0056] 3)兩腳相繼踩上家用秤指定位置:在本發明的結構上部設計有多排MEMS壓力傳感 器，當開始使用時將雙腳置于安放傳感器的位置，避免數據遺漏;此時傳感器將獲取腳掌不 同位置的壓力值和施加壓力的時間；
[0057] 4)傳感器收集數據進行傳導:針對所有的MEMS壓力傳感器探測得知的結果進行判 定，將有效結果通過藍牙傳到至連接的數據收集及處理裝置中；
[0058] 5)通過計算結果得知脊椎狀態，關閉電源完成此次操作;通過獲悉的傳感器數據 進行分析計算，在APP界面顯示最終的結果。
【主權項】
1. 一種可探知脊椎狀態的家用秤，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)上方設有矩形凹槽，便于內部零件 安裝，所述電路板(2)安裝在外殼（1)內，所述電路板(2)下方與外殼（1)下方槽口對應的位 置設有凹槽，用于安裝電池，所述電路板(2)內設有藍牙裝置，用于傳導數據，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. 根據權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4)為 絕緣軟質材料，防止MEMS壓力傳感器(3)之間發生干涉。3. 根據權利要求1或2所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4) 為樹脂或橡膠材料。4. 根據權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤，其特征在于:所述上蓋(4)與 MEMS壓力傳感器(3)對應位置繪制有使用者應踩的規定區域。5. -種使用如權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤的方法，其特征在于:包 括以下步驟： (a) 開啟家用秤電源； (b) 將數據收集及處理裝置通過藍牙與電路板(2)連接，用于測量時數據傳導及收集； (c) 測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域內； (d) 傳感器收集數據進行傳導:針對所有的MEMS壓力傳感器(3)探測得到的結果進行判 定，將結果通過藍牙傳至連接的數據收集及處理裝置中； (e) 數據收集及處理裝置通過后臺計算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態； (f) 關閉電源，完成此次操作。6. 根據權利要求5所述的一種使用如權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(b)中，數據收集及處理裝置與電路板(2)連接的對應界面設 有身高輸入欄，以便于進一步確定脊椎的生理參數。7. 根據權利要求5或6所述的一種使用如權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用 秤的方法，其特征在于:所述數據收集及處理裝置為手機或電腦。8. 根據權利要求5所述的一種使用如權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(c)中，當測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域時，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間。9. 根據權利要求5所述的一種使用如權利要求1所述的一種可探知脊椎狀態的家用秤 的方法，其特征在于:所述步驟(e)中，數據收集及處理裝置后臺計算、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值是否有效：由于傳感器收集到數值時會因為環境影響造 成部分非工作狀態的傳感器有微小數值，故對此進行忽略； (2) 根據傳感器的排列位置可以得知左腳與右腳的重力4#.心日計)^#咖部分傳感器 數值加和可得ΣMl，與此同理得出右腳傳感器加和ΣMR，當δ時，即存在 脊椎側偏的形態，數據收集及處理裝置向使用者提出注意信號； (3) 再次通過分析腳掌踩踏至家用秤時各傳感器獲取數值的大小與時間可判斷使用者 走路的習慣； (4) 然后通過站立時前后腳掌的受力分布得出人在站立姿勢時是否駝背； (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】本發明涉及一種可探知脊椎狀態的家用秤及其使用方法，利用MEMS壓力傳感器對于每個傳感器所受的壓力進行計量，通過采集到的壓力值和受力時間計算得出人體的脊椎形態；具體步驟如下：開啟家用秤電源；將數據收集及處理裝置通過藍牙與電路板連接，用于測量時數據傳導及收集；測試者兩腳相繼踩上家用秤規定區域內；傳感器收集數據進行傳導：針對所有的MEMS壓力傳感器探測得到的結果進行判定，將結果通過藍牙傳至連接的數據收集及處理裝置中；數據收集及處理裝置通過后臺計算、分析各傳感器的壓力值得知脊椎狀態；關閉電源，完成此次操作。本發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偏、駝背等不良現象，并提出指導意見。
【IPC分類】A61B5/103
【公開號】CN105708465
【申請號】CN201610243928
【發明人】徐洋, 扈昕瞳, 盛曉偉
【申請人】東華大學