[發明專利]一種人體脊柱實時監測系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201810824820.0
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108937946A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 徐冬冬;宦海;喬杰;李致金;丁闖
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉傳玉

1.一種人體脊柱實時監測系統，其特征在于，包含背心、彎曲度傳感模塊、拉力傳感模塊、數據處理模塊、無線數據傳輸模塊、震動模塊、手機終端及電源模塊；

所述背心穿戴在人體上，用于固定所述彎曲度傳感模塊、拉力傳感模塊、數據處理模塊、無線數據傳輸模塊、震動模塊和電源模塊；

所述彎曲度傳感模塊包含若干設置在所述背心后背上的彎曲度傳感器，用于均勻分布貼合在人體脊柱上，監測其所在處脊柱的彎曲度后傳遞給所述數據處理模塊；

所述拉力傳感模塊包含第一至第四拉力傳感器，所述第一至第四拉力傳感器設置在所述背心后背對應于人體肩胛骨的下方、位于同一條直線，該直線垂直于人體脊柱所在直線；所述第一、第二拉力傳感器和第三、第四拉力傳感器關于人體脊柱所在直線對稱；第一至第四拉力傳感器的拉力桿均朝上，且第一、第四拉力傳感器和人體脊柱所在直線之間的夾角為60°，第二、第三拉力傳感器和人體脊柱所在直線之間的夾角為30°；

所述背心前胸對應于背心后背在第一至第四拉力傳感器所在直線、人體脊柱所在直線之間的焦點處設有固定點；所述第一至第四拉力傳感器的拉力桿均通過無彈性拉繩和所述固定點相連；

所述第一至第四拉力傳感器用于感應其所在處的拉力，并將其傳遞給所述數據處理模塊；

所述數據處理模塊分別和各個彎曲度傳感器、第一至第四拉力傳感器、無線數據傳輸模塊、震動模塊、電源模塊相連，用于對彎曲度傳感器模塊和拉力傳感模塊監測的數據進行實時處理，計算出當前人體脊柱的彎曲度和雙肩承受的拉力偏差值后發送至手機終端，并在當前人體脊柱的彎曲度大于預設的彎曲度閾值或雙肩承受的拉力偏差值大于預設的拉力偏差閾值時，控制震動模塊進行震動；

所述無線數據傳輸模塊用于將數據處理模塊的判斷結果傳遞給所述手機終端；

所述震動模塊用于產生震動以提示用戶注意姿勢；

所述手機終端用于顯示數據處理模塊的判斷結果。

所述電源模塊用于供電。

2. 根據權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統，其特征在于，所述彎曲度傳感器采用Flex Sensor 4.5，數量為5個。

3.根據權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統，其特征在于，所述第一至第四拉力傳感器均采用DF-036高精度傳感器。

4.根據權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統，其特征在于，所述數據處理模塊采用STM32L4+處理器。

5. 根據權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統，其特征在于，所述無線數據傳輸模塊采用基于藍牙4.0的BLE TLSR8266低功耗模塊。

6.根據權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統，其特征在于，所述電源模塊采用鋰電池。

7.基于權利要求1所述的人體脊柱實時監測系統的監測方法，其特征在于，包含以下步驟：

步驟1），電源模塊供電，各個彎曲度傳感器測量其所在處的彎曲度，并將其傳遞給所述數據處理模塊；

步驟2），第一至第四拉力傳感器感應其所在處的拉力，并將其傳遞給所述數據處理模塊；

步驟3），數據處理模塊根據各個彎曲度傳感器感應到的彎曲度，計算出當前人體脊柱的彎曲度；

步驟4），數據處理模塊將第一拉力傳感器感應到的拉力加上第二拉力傳感器感應到的拉力后，依次減去第三拉力傳感器感應到的拉力、第四拉力傳感器感應到的拉力，計算出當前人體雙肩承受的拉力偏差值；

步驟5），數據處理模塊將當前人體脊柱的彎曲度、當前人體雙肩承受的拉力偏差值通過無線數據傳輸模塊發送至手機終端；

步驟6），數據處理模塊分別將當前人體脊柱的彎曲度、當前人體雙肩承受的拉力偏差值和預設的彎曲度閾值、預設的拉力偏差閾值進行比較；如果當前人體脊柱的彎曲度大于預設的彎曲度閾值或當前人體雙肩承受的拉力偏差值大于預設的拉力偏差閾值時，控制震動模塊進行震動；

步驟7），手機終端顯示接收到的當前人體脊柱的彎曲度、當前人體雙肩承受的拉力偏差值。