一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107610427A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710738700.4(51)Int.Cl.(22)申请日2017.08.23G08B21/24(2006.01)G01B7/16(2006.01)(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528300广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人中山大学广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院(72)发明人钱哲万嘉刘伟安东·埃迪斯·博登(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人林丽明权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置(57)摘要本发明提出一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置，包括检测单元、提醒单元、控制单元和显示单元。其中，检测单元由高形变应变式传感器构成，此单元固定在用户的背部，用于采集用户背部的弯曲数据；提醒单元由提醒设备构成，此单元也固定在用户的背部，用于提醒用户纠正姿势；控制单元包括微控制器、存储模块、无线通信模块和电源模块，此单元佩戴在用户身上，用于对接收到的数据进行处理，控制提醒单元提醒用户纠正错误的姿势，同时通过无线通信模块和用户的智能终端进行无线通信；显示单元可以显示实时的姿势状况并向用户提供分析建议。本发明提出的监测装置，穿戴舒适、尺寸小巧且成本较低，可实时监测并提醒用户纠正错误的姿势。CN107610427ACN107610427A权利要求书1/1页1.一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置，其特征在于，包括检测单元、提醒单元、控制单元和显示单元；其中检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，控制单元的一输出端接提醒单元的输入端，控制单元的又一输出端接显示单元；所述检测单元为高形变应变式传感器，包括串联连接的高形变应变片和感应电路；检测单元实时采集用户背部的弯曲数据，并发送给控制单元，控制单元将其转换为电压信号后并进行分析，当所获取的电压值小于所预设的电压阈值且电压信号所持续的时长达到预设时长时，则控制提醒单元发出报警信号提醒用户纠正姿势；同时控制单元实时将获取的弯曲数据发送给显示单元进行显示。2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的高形变应变片采用硅酮-镍纳米复合材料；选择共聚酯硅酮材料，并在其中添加镍纳米链(NickelNanostrands)和镀镍碳纤维(NickelCoatedCarbonFiber)。3.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的感应电路可以为分压电阻或者惠斯登电桥分压器。4.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的控制单元包括微控制器，以及与微控制器连接的存储模块、无线通信模块和电源模块，所述检测单元采集到的信号传输给微控制器，且微控制器向检测单元提供输入电压，对采集到的数据进行处理并存储在存储模块中，并控制提醒单元提醒用户纠正错误的姿势，同时通过无线通信模块实时将获取的弯曲数据发送给显示单元进行显示。5.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述的微控制器为Arduino、RFduino或者simblee。6.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述的存储模块为快闪存储器或者随机存取存储器。7.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述的无线通信模块为蓝牙、Wi-Fi模块、2G、3G、4G通信、ZigBee或者GPRS。8.根据权利要求4所述的监测装置，其特征在于，所述的电源模块为碱性电池或者纽扣电池。9.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的提醒单元为振动马达或者蜂鸣器。10.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述的显示单元为用户的智能手机、智能手表、智能手环或者平板电脑。2CN107610427A说明书1/5页一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置技术领域[0001]本发明涉及传感器应用领域，尤其涉及一种基于高形变应变式传感器的姿势监测装置。背景技术[0002]青少年在学习和生活当中，往往不能很好地注意保持正确身姿，而家长和老师又不能每时每刻守在身边提醒，时间一长就形成近视和驼背。近视和驼背直接影响形体美感，有些甚至导致身体畸形，损害青少年的自信心。[0003]不仅如此，随着生活节奏加快以及工作压力日益增加，越来越多的成年人需要长时间面对电脑，由于坐姿不正确，常常出现颈背酸痛等症状，其实质是因为不良坐姿使得颈椎长时间受压迫，造成颈椎慢性劳损，甚至会导致肩周炎和颈椎病等病症的发生。[0004]目前，也有不少的技术用于对姿势的监测当中，市面上最常见的就是“背背佳”。“背背佳”采用弹力面料制成背带和腰带，穿戴在使用者身上，通过外力强制地让使用者保持正确的姿势。