便携式人体平衡检测仪.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410690673.4 (22)申请日 2014.11.25 A61B 5/00(2006.01) (71)申请人 陕西亚泰电器科技有限公司 地址 710065 陕西省西安市高新区锦业路 69 号创业研发园 A 区 2 号 2 楼 209 室 (72)发明人 李锐 (74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 杨世兴 (54) 发明名称 便携式人体平衡检测仪 (57) 摘要 本发明公开了一种便携式人体平衡检测仪， 包括由三个压力传感器呈三角形布设且用于检测 人体重心的测试平台、 放大电路、 模数转换电路、 用于接收所

2、述模数转换电路输出的数字信号并根 据力矩平衡原理对所述数字信号进行实时处理进 而获得人体重心在是平面上的投影坐标且绘制出 重心移动轨迹的主控制器， 测试平台上的三个压 力传感器均与放大电路输入端相接， 放大电路输 出端与模数转换电路输入端相接， 模数转换电路 输出端与主控制器输入端相接， 主控制器接有人 机交互模块， 人机交互模块接有会员管理模块和 通讯模块， 主控制器还接有存储模块。 该便携式人 体平衡检测仪的结构简单， 操作方便直观， 功耗较 低， 便于推广使用。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 CN

3、 105686796 A 2016.06.22 CN 105686796 A 1/1 页 2 1. 便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 包括由三个压力传感器 (1-1) 呈三角形布设 且用于检测人体重心的测试平台 (1)、 用于对所述测试平台 (1) 输出的信号进行放大处理 的放大电路 (2)、 用于接收所述放大电路 (2) 输出的模拟信号并将所述模拟信号转换为数 字信号的模数转换电路 (3)、 用于接收所述模数转换电路 (3) 输出的数字信号并根据力矩 平衡原理对所述数字信号进行实时处理进而获得人体重心在是平面上的投影坐标且绘制 出重心移动轨迹的主控制器(4)， 所述测试平台(1)上的三

4、个压力传感器(1-1)均与所述放 大电路 (2) 的输入端相接， 所述放大电路 (2) 的输出端与模数转换电路 (3) 的输入端相接， 所述模数转换电路 (3) 的输出端与主控制器 (4) 的输入端相接， 所述主控制器 (4) 接有用 于显示所述投影坐标和重心移动轨迹的人机交互模块 (5)， 所述人机交互模块 (5) 接有用 于识别人机交互模块操作者的会员管理模块 (6) 和用于与打印设备相接的通讯模块 (7)， 所述主控制器 (4) 还接有用于将所述投影坐标和重心移动轨迹进行存储的存储模块 (8)。 2. 根据权利要求 1 所述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 所述主控制器 (4)

5、采 用 Cortex-M3 的 LM3S9D90 芯片。 3. 根据权利要求 1 所述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 所述放大电路 (2) 采 用 OPA2365 放大器。 4. 根据权利要求 1 所述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 还包括为所述测试平 台 (1)、 放大电路 (2)、 模数转换电路 (3)、 主控制器 (4)、 人机交互模块 (5)、 会员管理模块 (6) 和通讯模块 (7) 供电的供电模块。 权 利 要 求 书 CN 105686796 A 2 1/2 页 3 便携式人体平衡检测仪 技术领域 0001 本发明涉及一种平衡检测仪， 具体涉及一种便携式人体平

6、衡检测仪。 背景技术 0002 平衡功能是人体的一项重要功能， 可分为静态平衡和动态平衡。人体的平衡功能 测试以研究多年， 但是该领域仍还存在着许多尚待进一步解决的问题。完成了人体动静态 测量实验,得到了人体相关部位运动变形量及变化趋势,对于疾病的定位、 定性、 及鉴别诊 断等提供了科学依据。老龄化、 中风、 肢体残障等因素都会导致人体运动平衡功能的障碍 , 平衡功能的测试与评价在该类相关疾病的诊断与评判中起着至关重要的作用。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足， 提供一种便携式人体平衡检测 仪。该便携式人体平衡检测仪的结构简单， 操作方便直观， 功耗较低， 便于推广

7、使用。 0004 为实现上述目的， 本发明采用的技术方案是 ： 便携式人体平衡检测仪， 其特征在 于 ： 包括由三个压力传感器呈三角形布设且用于检测人体重心的测试平台、 用于对所述测 试平台输出的信号进行放大处理的放大电路、 用于接收所述放大电路输出的模拟信号并将 所述模拟信号转换为数字信号的模数转换电路、 用于接收所述模数转换电路输出的数字信 号并根据力矩平衡原理对所述数字信号进行实时处理进而获得人体重心在是平面上的投 影坐标且绘制出重心移动轨迹的主控制器， 所述测试平台上的三个压力传感器均与所述放 大电路的输入端相接， 所述放大电路的输出端与模数转换电路的输入端相接， 所述模数转 换电路的

8、输出端与主控制器的输入端相接， 所述主控制器接有用于显示所述投影坐标和重 心移动轨迹的人机交互模块， 所述人机交互模块接有用于识别人机交互模块操作者的会员 管理模块和用于与打印设备相接的通讯模块， 所述主控制器还接有用于将所述投影坐标和 重心移动轨迹进行存储的存储模块。 0005 上述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 所述主控制器采用 Cortex-M3 的 LM3S9D90 芯片。 0006 上述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 所述放大电路采用 OPA2365 放大器。 0007 上述的便携式人体平衡检测仪， 其特征在于 ： 还包括为所述测试平台、 放大电路、 模数转换电路

9、、 主控制器、 人机交互模块、 会员管理模块和通讯模块供电的供电模块。 0008 本发明与现有技术相比具有以下优点 ： 0009 本发明最大的创新使用高精度的压力传感器和低误差的放大电路， 数据测量准 确。能够根据测试者的重心移动情况绘制静态姿势图。使用独创的平衡性定量评价算法， 能对测试者的平衡性能进行准确的评价。 0010 下面通过附图和实施例， 对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 附图说明 说 明 书 CN 105686796 A 3 2/2 页 4 0011 图 1 为本发明的电路原理框图。 0012 附图标记说明 : 0013 1测试平台 ； 1-1压力传感器 ； 2放大电路 ；

10、 0014 3模数转换电路 ； 4主控制器 ； 5人机交互模块 ； 0015 6会员管理模块 ； 7通讯模块 ； 8存储模块。 具体实施方式 0016 如图 1 所示的一种便携式人体平衡检测仪， 包括由三个压力传感器 1-1 呈三角形 布设且用于检测人体重心的测试平台 1、 用于对所述测试平台 1 输出的信号进行放大处理 的放大电路 2、 用于接收所述放大电路 2 输出的模拟信号并将所述模拟信号转换为数字信 号的模数转换电路 3、 用于接收所述模数转换电路 3 输出的数字信号并根据力矩平衡原理 对所述数字信号进行实时处理进而获得人体重心在是平面上的投影坐标且绘制出重心移 动轨迹的主控制器4，

11、所述测试平台1上的三个压力传感器1-1均与所述放大电路2的输入 端相接， 所述放大电路 2 的输出端与模数转换电路 3 的输入端相接， 所述模数转换电路 3 的 输出端与主控制器 4 的输入端相接， 所述主控制器 4 接有用于显示所述投影坐标和重心移 动轨迹的人机交互模块 5， 所述人机交互模块 5 接有用于识别人机交互模块操作者的会员 管理模块6和用于与打印设备相接的通讯模块7， 所述主控制器4还接有用于将所述投影坐 标和重心移动轨迹进行存储的存储模块 8。 0017 本实施例中， 所述主控制器 4 采用 Cortex-M3 的 LM3S9D90 芯片。所述放大电路 2 采用 OPA2365

12、 放大器。 0018 本实施例中， 该便携式人体平衡检测仪还包括为所述测试平台 1、 放大电路 2、 模 数转换电路3、 主控制器4、 人机交互模块5、 会员管理模块6和通讯模块7供电的供电模块。 0019 本实施例中， 该便携式人体平衡检测仪通过在测试平台 1 的三个角下面安装三个 压力传感器1-1， 当测试者站在测试平台1上时， 三个压力传感器1-1会输出相应电压信号， 经过放大电路 2 和模数转换电路 3 后输送给主控制器 4， 所述主控制器 4 根据力矩平衡原 理， 对数据进行实时处理获得人体重心在是平面上的投影坐标， 从而绘制出重心移动轨迹。 由于长期使用或设备老化等原因， 传感器的

13、特性可能会发生变化， 这时就需要对传感器进 行校准。本系统使用两点测试法， 基于的原理是压力传感器 1-1 的输出在限定范围内是线 性的。分别使用 10KG 与 80KG 两个砝码放在压力传感器 1-1 上， 使用质量作为横坐标， 转换 后的 AD 值作为纵坐标， 即可算出该传感器的线性函数， 如此测试三次， 分别记录三个压力 传感器 1-1 线性函数的斜率与相位值。测试模块的计算部分即使用此记录的数据计算。 0020 本发明的工作过程是 ： 开始测试之后， 系统每 50ms 计算一次测试者的重心坐标， 并在人机交互模块 5 上显示出来， 每 1s 显示一次体重信息， 并更新剩余时间。体重数据存 放在一个 16 个元素的数组中， 使用滑动窗口的方式对其进行滑动均值滤波， 以使显示的体 重变化平稳。以上的系统设置信息全部以配置文件的形式储存在 miniSD 卡中， 每次系统开 机初始化的时候会读取这些设置信息。 0021 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例， 并非对本发明作任何限制， 凡是根据本发明 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、 变更以及等效结构变换， 均仍属于本发明技 术方案的保护范围内。 说 明 书 CN 105686796 A 4 1/1 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 105686796 A 5