一种全自动健康智能皮带扣技术领域
本发明涉及智能穿戴设备技术领域及便携式人体保健设备领域，尤其涉及一种健
康智能皮带扣。
背景技术
随着IT技术的进步，“互联网+”浪潮的来袭，智能设备越来越便携越来越融入人们
生活，智能穿戴设备成为未来最重要的发展趋势。智能手表、智能项链、智能鞋、智能眼镜等
层出不穷，受到市场强烈追捧。这些设备通过智能化、云计算、大数据等，赋予了物品更多智
能化功能，与使用者的日常生活以及身体健康紧密相连。尤其是以健康、运动为主打的智能
手环，更是得到众多用户的普遍欢迎，三星、华为、HTC、小米等众多知名数码产品生产商纷
纷进军该领域。
然而，人体真正的健康中心并不在于手腕，而是在于胸腹。胸腹的健康才是健康的
核心和本质。皮带，几乎每个人都有穿戴的用品，自古以来都好像只有束缚衣物、美观装饰
的作用。它所处的位置，恰恰是人体健康的中心。如果实现皮带智能化并赋予它健康保健的
功能，无疑它将有可能取代今时今日智能手环的地位。因为它更便携，更实用，而且更健康。
不幸的是，关于智能皮带的概念却一直未曾有人提及，已有专利多数局限于工业
用自动化物料传输领域，真正涉及人体智能穿戴的发明专利又存在诸多不足。譬如，专利
CN201020661221.0提到的皮带头带有压力感应装置，在皮带过紧是可提供报警，但远没有
达到智能化；专利CN201510362501.9提到的皮带头带有部分智能功能，能采集心率、记步并
通过数据线传递到其他智能设备，却不具备理疗等健康功能，也无法自动改变皮带扣与皮
带的相对位置，无法实现自动化，无法监控其他健康数据；专利CN201420663970.5提到一种
智能皮带的设想，传感器及芯片位于皮带中，难以适应日常穿戴的便携性及舒适性要求，无
法保证日常穿戴过程中设备的稳定性。实用新型专利CN203789217U虽然也提到一种可实现
本专利部分功能的可能，但要实现功能，还必须配合具有专门光学标记的皮带使用，既影响
美观还存在质量隐患，仅能对腰围等健康数据进行选择性测量，无法实时监测，且无法实现
健康理疗功能
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有保健按摩功能的全自动健康智能皮带扣。它设计
合理，功能全面，自动化智能化程度高。同时，它对于皮带本身几乎没有任何要求，却可实现
自动穿戴、智能控制、健康检测、日常保健、娱乐安全等多种功能。
本发明包括智能皮带扣硬件及配件。
1.智能皮带扣
皮带扣是本发明的主体。它主要包括以下部分：
1.1控制器，可接收指令并实现对智能皮带扣其他单元的控制。
1.2皮带自动传动装置，位于皮带扣背面一侧，能与控制器连接并实现数据交互，
可在控制器的控制下改变并监测皮带扣和皮带的相对位置，并可实时监测并控制皮带约束
力的大小。
1.3保健理疗模块，位于皮带扣背面另一侧，可在控制器的控制下提供健康理疗服
务。
1.4皮带压力感应装置，能感应皮带与皮带扣间的压力并将相关信息传输给控制
器，进而通过压力变化感应皮带扣所处状态，由此推测人体腹部变化，实现对佩戴者身体状
态的实时监测
1.5 通信装置，能接收智能处理中心的控制指令并输出给控制器，同时也能接收控制
器的反馈信息并传输至智能处理中心，从而实现皮带扣与其他智能设备的信息交互.
1.6智能处理中心，能接收使用者的指令输入或根据控制器反馈的信号智能判断后形
成可被控制器执行的指令信号并通过通信装置传递给控制器，也可将控制器反馈的数据信
号进行处理后以更便于使用者理解的方式反馈给使用者。
1.7底部带有可调节角度的光源，实现照明功能。
（二）配件
配件包括皮带。普通皮带亦可与智能皮带扣配合使用并实现大部分功能。作为较为优
选的实施方案之一，亦可在普通皮带上增加相关附件，实现功能的扩展，包括：
特殊的连接装置，可将皮带与皮带扣连接固定或与自身连接固定，以适应不同工作模
式需要。
皮带长度安全限止装置，该装置可改变在皮带的位置后固定，可拔除。该装置可限
制智能皮带扣在皮带的位置不超过某一范围，以保证在特殊情况使用者的舒适与安全。
作为较为优选的实施方案之一，皮带扣可包含第三方通用接口，可接驳第三方配
件，可拓展实现其他功能。
本发明实施方式与现有技术相比，主要效果在于：设计合理，功能全面，自动化智
能化程度高。同时，它对于皮带本身几乎没有任何要求，却可实现自动穿戴、智能控制、健康
检测、日常保健、娱乐安全等多种功能。
附图说明
图1为本发明一个实施方式中健康智能皮带扣的正面示意图；
图2为图1所示的皮带扣的背面示意图；
图3为图2所示的皮带扣的底面示意图；
图4为图3所示的皮带扣的顶面示意图；
图5为图4所示的皮带扣的侧面示意图；
图6为匹配的皮带示意图；
图7为皮带扣自动传动装置示意图；
图8为智能皮带扣系统结构示意图。
图中：1、皮带扣 2、控制器 3、液晶显示屏或面板 4、触控按钮 5、背置振动器
及远红外加热、理疗元件 6、LED灯 7、皮带感应传动装置 8、视频接口 9、数据线及充
电接口 10、音频接口 11、音频输入孔 12、音频外放装置 13、存储卡插口 14、功能配
件扩展口 15、皮带安全限止装置 16、支架 17、皮带传动轴 18、转轴 19、连接装置
20、微型电机 21压力感应器。
附图为了便于理解本专利的核心思想，只是本专利思想的一种列举而非全部。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本
领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化
和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明各部件
可能的实施方式作进一步地详细描述。
控制器。位于皮带扣内部的控制器是整个设备的控制中心，可接收指令并实现对
智能皮带扣的控制。指令的输入可以是某些按钮或电信号，或程序代码，及其他类信号，譬
如语音信号、图像信号。对智能皮带扣的控制包括控制各部件的运行，譬如通过控制皮带传
动装置的运行及作用力的大小、方向改变皮带扣与皮带的相对位置，通过控制振动器、加热
器及理疗装置有规律的工作，提供理疗服务。控制器控制其他部件的方式主要通过电信号，
即电流的有无、大小及方向，电压大小等等。控制器不仅可以通过输入的指令信号通过电信
号控制对应部件，同时还能接受所控制部件运转所产生的反馈电信号反馈，并将该信号通
过通信装置传递给其他智能终端，实现监测功能。在后续举例中将涉及很多此方面的例子。
皮带自动传动装置。皮带自动传动装置的作用是改变皮带扣与皮带之间的相对位
置，具体的实施方式是通过传动装置与皮带间的相互作用力，如摩擦力、机械咬合力、牵引
力等。装置的具体实施方式有很多种，如图7是实施方式之一。在皮带扣靠近皮带的一侧（内
侧）上下两端伸出支架，支架通过具有粗糙表面可转动的传动轴连接。支架可通过伸缩或调
节倾斜角度来调节与皮带扣之间的距离，皮带从传动轴及皮带扣之间经过。支架内部藏微
型电机，通过导线与控制器相连，微型电机与传动轴相连，可控制传动轴转动。控制器可控
制微型电机的输入电流方向及大小，进而控制微型电机转动方向及驱动力大小，亦即转动
轴的转动方向及驱动力大小。
根据微型电机工作电流变化情况，通过控制器可监测传动轴提供给皮带的动力，
亦即皮带的约束力。通过微型电机转速，可得出传动轴转速，进而可计算得出皮带长度以及
皮带与皮带扣的相对位置。
保健理疗模块。该模块的作用是提供健康理疗服务。该模块可包含振动装置、加热
及针灸理疗等装置，装置与控制器连接并实现数据交互，可在控制器的控制下运行及提供
健康服务。上述装置可以是固定于皮带扣，至于最靠近人体的内侧，直接提供健康理疗服
务；也可以是以扩展配件的形式，通过标准外接接口与皮带扣连接，实现信号交互。
皮带压力感应装置。该装置的作用是实时监测皮带与皮带扣之间的压力，可通过
压力感应贴膜等元件实现，元件置于皮带扣内侧，位于皮带扣与皮带之间。测量的压力数据
直接反馈至控制器。
通信装置。通信装置主要实现控制器与智能处理中心的信息交互。实施的方式可
是是有线信息传输或无线信息传输，无线传输的方式可以包括蓝牙、红外、wifi等。
智能处理中心。智能处理中心主要是根据输入形成指令，实现智能处理功能。智能
处理中心可以是置于皮带扣中的智能处理芯片，也可以是其他独立于智能皮带扣的终端，
如智能手机、平板电脑、电脑、遥控器、掌上电脑等。智能处理中心可包含GPS、陀螺仪等芯
片，实现其他智能功能。
整个系统各部分之间的关系如图8所示。
结合上述部件，智能皮带扣可给用户提供包括但不限于下述功能：
1、自动系紧皮带功能。当皮带头插入皮带扣，皮带扣内测压力感应装置感应到压力，皮
带扣从待机状态自动开启，皮带传动装置开始正向运行，皮带开始收紧，随着收紧，传动装
置输出的作用力不断增大，当增大到一定数值（该数值可调，用户可通过触控屏或手机app
设定），装置停止运转并保持系紧。皮带可通过两种模式保持系紧。有自动保持该约束力在
合理水平，恒力模式或恒长模式。恒力模式下，皮带传动装置作用力在某一恒定范围，根据
不同情况皮带长度会自动调节，此模式更健康。恒长模式下，皮带扣支架会缩短或改变倾斜
角度，缩小传动轴与皮带扣之间的距离，进一步增大传动轴与皮带之间的阻力，从而实现锁
死，固定皮带与皮带扣的相对位置，此模式更节能。
2、自动松皮带功能。控制器接到松皮带指令后，皮带传动装置反向转动，完成松皮
带的动作。皮带全部抽出，皮带压力感应装置感应不到压力后，皮带头自动待机。
3、健康监测。系紧后，日常情况下，控制器将不断监测皮带约束力（皮带传动装置
作用力）及皮带长度情况，以此判断人体腹部运动状态，根据不同状态所对应的人体状态，
最终形成人体健康账单。恒力模式下，控制器将主要监测皮带扣实时约束力或压力数据及
皮带长度数据。恒长模式下，控制器仅实时监测皮带约束力或压力大小。开机后，皮带扣全
天候监测皮带传动装置约束力（恒长模式）或皮带长度（恒力模式）情况，记录对应的人体各
种反应引起的腹部变化。每天汇总所有数据形成健康账单。健康账单可在皮带扣控制器液
晶屏（如有）或通过手机app查看。健康账单用户可自愿分享或上传云端健康中心。可实现的
智能化健康监测功能，包括：
1）腰围测量。如前所述，根据皮带传动装置运转情况，智能系统能够得出皮带传动距
离，并最终计算出用户腰围。根据用户性别、身高、年龄、体重（初次使用时，用户通过触控屏
或手机app设定）等，结合同类人数据，确定其肥胖程度并给出提示。
2）就餐检测。就餐过程中，系统根据皮带持续长度缓慢变长且保持（恒力模式）或
约束力（或压力）缓慢变大且保持（恒长模式）及当时时间，自动判断用户是否处于就餐状
态，并记录就餐量。根据用户肥胖程度，在用户暴饮暴食时，皮带扣可通过振动给出提醒，提
醒已经体型偏胖的用户注意控制饮食。
3）呼吸检测功能。人在呼吸时，腹部会随之有规律的起伏，检测该变化导致的皮带
与皮带扣之间压力变化，判断用户每分钟呼吸次数及呼吸深度，结合同龄同性别人数据，控
制器将给出用户呼吸系统健康性的判断。
4）入厕检测功能。入厕都会松开皮带。检测并记录每天短时间（3分钟以内）松开皮
带的次数及时间，判断用户小便次数及时间，通过与同龄同性别人大数据对比，判断用户泌
尿系统是否健康，并给出提示及建议；检测并记录每天较长时间（5-30分钟）松开皮带后系
紧的时间，判断用户大便次数及时间，通过与同龄同性别人大数据对比，判断用户消化系统
是否健康，是否有便秘，并给出提示及建议。
5）其他人体检测记录功能。记录皮带扣约束力（或压力）增大又突然降低（短时间
不重复）的次数，判断用户每天喷嚏次数；记录皮带扣约束力（或压力）突然增大又突然降低
（短时间内规律性重复）的次数，判断用户每天咳嗽次数；记录皮带扣约束力（或压力）突然
增大又突然降低，短时间不断重复并递减，判断用户每天大笑次数，形成用户心情账单等
等。
6）运动检测记录。通过智能处理中心的陀螺仪及GPS芯片，以及皮带松紧程度变化
等，皮带可判断用户走动、跑动、站立、躺下等不同状态，从而实现运动检测及计数功能。
3、保健理疗功能。借助健康理疗模块，智能皮带可提供振动、按摩、加热、理疗等服
务。以下是举例：
1）餐后按摩。每次餐后，皮带扣可自动提供按摩助消化功能（用户可自行取消）。
2）温暖肠胃。皮带扣可通过远红外加热提供温暖肠胃功能。
3）呼吸训练。皮带扣可通过智能控制，控制皮带在一定范围内缓慢松开及系紧，用
户则需要不停的吸气或吐气来保证裤子不掉下来，如此帮助用户做呼吸吐纳训练，即保健
又有趣。
4）腰部按摩理疗。改变皮带连接方式，配合控制器和皮带自动传动装置，皮带扣将
能提供更多个性化健康理疗服务。用户可将皮带与扣的连接解除，并重新与皮带自身连接，
拔出皮带上的安全限止装置，这样就可以通过控制器及其背面的皮带传动装置，通过指令
任意控制皮带扣在皮带的位置（而不是皮带有效长度），配合皮带扣背面的保健理疗模块，
用户将能体验到皮带扣对于整个腰部区域的保健服务。
5）全身健康理疗服务。移动皮带到身体任何部位，并调节皮带长度，之后解除皮带
扣与皮带的连接，将皮带本身连接，利用皮带扣的移动功能，即可轻松实现对于全身其他部
位的健康理疗服务。
所有这些功能均可通过智能操作系统实现菜单化、智能化。
4、放走失。借助智能处理中心GPS芯片及录音功能可帮助皮带实现位置跟踪功能，
防止儿童或老年痴呆者走丢。用户可通过服务器网站查找到皮带所处位置并进行找寻，同
时还可通过远程音频、振动等方式提示走丢对象与监护人的相对位置及距离。
5、手电筒。依靠皮带扣下方光源，实现手电功能，且可解放双手。
6、针对特殊人群的特殊服务。智能皮带扣可以为特殊人群提供特殊服务，譬如：借
助智能处理中心的语音识别功能，没有手臂的残疾人等特殊人群，可通过语音直接实现对
于皮带松紧的调节，从而实现自动系皮带解皮带等功能，方便生活；盲人甚至可以借助皮带
实现指路功能，在盲人行走过程中，皮带扣将在智能处理中心的控制下，通过改变在皮带所
处位置，告知盲人应该往什么方向前进，实现导航功能。
需要说明的是，在本专利的权利要求书和说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任
何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设
备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方
法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要
素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专
利的权利要求书和说明书中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执
行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要
素执行该行为。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本
领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明
的精神和范围。