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CN110037706B - 一种穿戴式背部姿态检测装置及检测方法 - Google Patents

一种穿戴式背部姿态检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种穿戴式背部姿态检测装置及检测方法,基于衣服穿着进行设计,增设触觉压力检测装置,包括控制模块(1),以及分别与控制模块(1)相连接的供电管理模块(2)、触觉压力检测装置、提示模块(3),以对背部各指定区域的压力检测,判断非标准姿态,并通过设计包含震动电机、蜂鸣器、指示灯中的一种或多种的指示模块(3),在控制模块(1)的控制下实现声光、震动报警,对非标准姿态时及时提醒。

Description

一种穿戴式背部姿态检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种穿戴式背部姿态检测装置及检测方法,属于人体姿态检测技术领域。
背景技术
对于许多长期处于固定姿态工作的人员,如伏案学习的青少年、面对电脑工作的上班族等,身体姿态的正确与否,不仅会影响工作学习的效率,而且还会影响身份的健康状态。对于处于身体发育阶段的青少年,若长时间使用不正确的坐姿,则会造成近视、脊柱变形等问题;而其他长时间的不良身体姿态会压迫周围神经,严重的将会导致颈椎、腰椎问题。在日常生活中,很少有人能够及时意识到并纠正自己的不良姿态,因此准确检测人体姿态的变化,并在非健康姿态时及时提醒,对于保持良好的身体健康具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种穿戴式背部姿态检测装置,基于衣服穿着进行设计,增设触觉压力检测装置,能够实时监测穿着者的身体姿态,并在非健康姿态时及时提醒。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本发明设计了一种穿戴式背部姿态检测装置,基于紧贴人体腰部穿着的衣服进行应用,实现人体背部姿态检测,包括控制模块,以及分别与控制模块相连接的供电管理模块、触觉压力检测装置、提示模块;控制模块、供电管理模块和提示模块设置于衣服夹层中,供电管理模块外接电源,经控制模块分别为与控制模块相连接的各个装置进行供电,提示模块用于接收控制模块的提示指令,并发出提示信号;
针对衣服上对应于腰部中间的上下两区域、以及对应于人体腰部的两侧区域,分别定义为中上检测区、中下检测区、以及两侧检测区,触觉压力检测装置包括四组触觉压力检测器,四组触觉压力检测器分别与四个检测区彼此一一对应,各组触觉压力检测器分别均包括至少一个压力检测传感器,各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器分别设置于衣服夹层中其所对应的检测区,各个压力检测传感器的检测端指向衣服内侧方向,两侧检测区中的各压力检测传感器之间沿所对应人体腰部的侧曲线进行排布,且两侧检测区中各压力检测传感器的排布、以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称,中上检测区与中下检测区中分别所设置的各压力检测传感器均呈横向分布,且中上检测区与中下检测区中分别所设置各压力检测传感器的排布、均以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称;控制模块分别与各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器进行连接,实时获取各压力检测结果。
作为本发明的一种优选技术方案:还包括与所述控制模块相连接的通信模块,控制模块通过通信模块实现数据的收发。
作为本发明的一种优选技术方案:所述提示模块包括震动电机、蜂鸣器、指示灯中的一种或多种,所述控制模块分别与各个装置进行连接,各个装置基于控制模块的控制实现声光、震动报警。
作为本发明的一种优选技术方案:所述供电管理模块外接电池电源,经控制模块分别为与控制模块相连接的各个装置进行供电。
作为本发明的一种优选技术方案:所述各压力检测传感器均为薄膜式压力传感器。
与此相应,本发明所要解决的技术问题是提供一种基于穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,通过实时的触觉压力检测,能够实时监测穿着者的身体姿态,并在非健康姿态时及时提醒。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本发明设计了一种基于穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,首先基于人体背部标准姿态,分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器的压力检测值,作为各压力检测传感器所对应的基准压力值,然后实时执行如下步骤进行检测;
步骤A. 控制模块分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器的压力检测值,并进入步骤B;
步骤B. 分别获得各压力检测传感器的压力检测值相对其基准压力值的压力差值,即获得各压力检测传感器分别所对应的压力差值,并进入步骤C;
步骤C. 分别针对各个检测区,获得检测区中各压力检测传感器分别所对应压力差值之和,作为该检测区所对应的压力分析值,即获得各检测区分别所对应的压力分析值,然后进入步骤D;
步骤D. 针对各检测区分别所对应的压力分析值进行判断,其中,若各检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于标准姿态;
若中上检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,或中下检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,且两侧检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于驼背姿态;
若左侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于右倾姿态;
若右侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于左倾姿态。
作为本发明的一种优选技术方案:所述控制模块针对人体背部处于非标准姿态以外的其余各姿态,向所述提示模块发出提示指令,由提示模块发出提示信号,即实现声光、震动报警,即实现声光、震动报警。
本发明所述一种基于穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,采用以上技术方案与现有技术相比,具有以下技术效果:
本发明所设计穿戴式背部姿态检测装置及检测方法,基于衣服穿着进行设计,增设触觉压力检测装置,通过对腰部指定各区域位置压力的实时检测,由对压力的分析,实时监测穿着者的身体姿态,并在非健康姿态时及时提醒,设计方案实际应用中,结构简单,易于加工、拆卸和组装,便于维护和固定,而且加工成本低,元器件易获取,可根据不同的需求决定触觉压力传感器的数量和分布位置,具有灵活多变的特点,且具有广泛穿着衣物的适用性。
附图说明
图1是本发明设计穿戴式背部姿态检测装置的模块结构示意图;
图2是本发明设计中触觉压力检测装置分布示意图。
其中,1. 控制模块,2. 供电管理模块,3. 提示模块,4. 压力检测传感器,5. 通信模块。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种穿戴式背部姿态检测装置,基于紧贴人体腰部穿着的衣服进行应用,如图1所示,实现人体背部姿态检测,包括控制模块1,以及分别与控制模块1相连接的供电管理模块2、触觉压力检测装置、提示模块3、通信模块5;控制模块1、供电管理模块2和提示模块3设置于衣服夹层中,供电管理模块2外接电源,经控制模块1分别为与控制模块1相连接的各个装置进行供电,实际应用中,外接电源可以选择电池,供电管理模块2外接电池,经控制模块1分别为与控制模块1相连接的各个装置进行供电;提示模块3用于接收控制模块1的提示指令,并发出提示信号,实际应用中,提示模块3可以具体设计包括震动电机、蜂鸣器、指示灯中的一种或多种,所述控制模块5分别与各个装置进行连接,各个装置基于控制模块5的控制实现声光、震动报警。
如图2所示,针对衣服上对应于腰部中间的上下两区域、以及对应于人体腰部的两侧区域,分别定义为中上检测区、中下检测区、以及两侧检测区,触觉压力检测装置包括四组触觉压力检测器,四组触觉压力检测器分别与四个检测区彼此一一对应,各组触觉压力检测器分别均包括至少一个压力检测传感器4,各压力检测传感器4均选择薄膜式压力传感器,各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器4分别设置于衣服夹层中其所对应的检测区,各个压力检测传感器4的检测端指向衣服内侧方向,两侧检测区中的各压力检测传感器4之间沿所对应人体腰部的侧曲线进行排布,且两侧检测区中各压力检测传感器4的排布、以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称,中上检测区与中下检测区中分别所设置的各压力检测传感器4均呈横向分布,且中上检测区与中下检测区中分别所设置各压力检测传感器4的排布、均以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称;控制模块1分别与各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器4进行连接,实时获取各压力检测结果。
通信模块5同样设置于衣服夹层中,控制模块1通过通信模块5实现数据的收发,诸如实际应用中,控制模块1通过通信模块5与外部移动终端如手机建立通讯,这样控制模块1对实时所获取各压力检测结果进行分析,即可将分析结果上传至手机中,再通过手机app实现记录,相应这其中还包括手机也可以向控制模块1发送数据,诸如在实际应用实现数据设定等,进而实现更多个性化设动。
针对上述所设计穿戴式背部姿态检测装置的实际应用,本发明具体设计了基于穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,首先基于人体背部标准姿态,分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器4的压力检测值,作为各压力检测传感器4所对应的基准压力值,然后实时执行如下步骤进行检测。
步骤A. 控制模块1分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器4的压力检测值,并进入步骤B。
步骤B. 分别获得各压力检测传感器4的压力检测值相对其基准压力值的压力差值,即获得各压力检测传感器4分别所对应的压力差值,并进入步骤C。
步骤C. 分别针对各个检测区,获得检测区中各压力检测传感器4分别所对应压力差值之和,作为该检测区所对应的压力分析值,即获得各检测区分别所对应的压力分析值,然后进入步骤D。
步骤D. 针对各检测区分别所对应的压力分析值进行判断,具体分如下几种判断情形。
若各检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于标准姿态;
若中上检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,或中下检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,且两侧检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于驼背姿态;
若左侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于右倾姿态;
若右侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于左倾姿态。
对上述判断结果,控制模块1针对人体背部处于非标准姿态以外的其余各姿态,向所述提示模块3发出提示指令,由提示模块3发出提示信号,即实际应用中,控制模块5可以控制其所连诸如震动电机、蜂鸣器、指示灯中的一种或多种发出各自相应的提示,即通过声光、震动报警方式,警示衣服穿着者此时的背部姿势处于非标准状态,达到提示效果。
上述技术方案所设计穿戴式背部姿态检测装置及检测方法,基于衣服穿着进行设计,增设触觉压力检测装置,通过对腰部指定各区域位置压力的实时检测,由对压力的分析,实时监测穿着者的身体姿态,并在非健康姿态时及时提醒,设计方案实际应用中,结构简单,易于加工、拆卸和组装,便于维护和固定,而且加工成本低,元器件易获取,可根据不同的需求决定触觉压力传感器的数量和分布位置,具有灵活多变的特点,且具有广泛穿着衣物的适用性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,其特征在于:穿戴式背部姿态检测装置基于紧贴人体腰部穿着的衣服进行应用,实现人体背部姿态检测,穿戴式背部姿态检测装置包括控制模块(1),以及分别与控制模块(1)相连接的供电管理模块(2)、触觉压力检测装置、提示模块(3);控制模块(1)、供电管理模块(2)和提示模块(3)设置于衣服夹层中,供电管理模块(2)外接电池电源,经控制模块(1)分别为与控制模块(1)相连接的各个装置进行供电,提示模块(3)用于接收控制模块(1)的提示指令,并发出提示信号;
针对衣服上对应于腰部中间的上下两区域、以及对应于人体腰部的两侧区域,分别定义为中上检测区、中下检测区、以及两侧检测区,触觉压力检测装置包括四组触觉压力检测器,四组触觉压力检测器分别与四个检测区彼此一一对应,各组触觉压力检测器分别均包括至少一个压力检测传感器(4),各压力检测传感器(4)均为薄膜式压力传感器,各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器(4)分别设置于衣服夹层中其所对应的检测区,各个压力检测传感器(4)的检测端指向衣服内侧方向,两侧检测区中的各压力检测传感器(4)之间沿所对应人体腰部的侧曲线进行排布,且两侧检测区中各压力检测传感器(4)的排布、以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称,中上检测区与中下检测区中分别所设置的各压力检测传感器(4)均呈横向分布,且中上检测区与中下检测区中分别所设置各压力检测传感器(4)的排布、均以所对应人体脊椎的位置为轴呈轴对称;控制模块(1)分别与各组触觉压力检测器中的各个压力检测传感器(4)进行连接,实时获取各压力检测结果;
所述检测方法首先基于人体背部标准姿态,分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器(4)的压力检测值,作为各压力检测传感器(4)所对应的基准压力值,然后实时执行如下步骤进行检测;
步骤A.控制模块(1)分别获取各组触觉压力检测器中各个压力检测传感器(4)的压力检测值,并进入步骤B;
步骤B.分别获得各压力检测传感器(4)的压力检测值相对其基准压力值的压力差值,即获得各压力检测传感器(4)分别所对应的压力差值,并进入步骤C;
步骤C.分别针对各个检测区,获得检测区中各压力检测传感器(4)分别所对应压力差值之和,作为该检测区所对应的压力分析值,即获得各检测区分别所对应的压力分析值,然后进入步骤D;
步骤D.针对各检测区分别所对应的压力分析值进行判断,其中,若各检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于标准姿态;
若中上检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,或中下检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,且两侧检测区分别所对应的压力分析值均未超过预设阈值,则据此判定人体背部处于驼背姿态;
若左侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于右倾姿态;
若右侧检测区所对应的压力分析值超过预设阈值,则据此判定人体背部处于左倾姿态。
2.根据权利要求1所述一种穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,其特征在于:所述控制模块(1)针对人体背部处于非标准姿态以外的其余各姿态,向所述提示模块(3)发出提示指令,由提示模块(3)发出提示信号,即实现声光、震动报警。
3.根据权利要求1所述一种穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,其特征在于:还包括与所述控制模块(1)相连接的通信模块(5),控制模块(1)通过通信模块(5)实现数据的收发。
4.根据权利要求1所述一种穿戴式背部姿态检测装置的检测方法,其特征在于:所述提示模块(3)包括震动电机、蜂鸣器、指示灯中的一种或多种,所述控制模块(5)分别与各个装置进行连接,各个装置基于控制模块(5)的控制实现声光、震动报警。
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