佩戴式肢体周径测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种涉及测量装置技术领域的佩戴式肢体周径测量装置，解决了不能大时段实时在线监测周径大小的问题。其技术要点为：包括周径传感器、驱动器、数据采集处理器，驱动器包括传感器接口、信息发布接口和原始数据处理模块，数据采集处理器包括信息采集交换接口、数据处理与可视化模块，驱动器与数据采集处理器通讯连接，周径传感器包括伸缩敏感部件、弹性基座，伸缩敏感部件固定安装于弹性基座上，伸缩敏感部件包括光发射组件、光接收组件和具有柔性的光导元件。光导元件的光通量与被测物的周径大小一一对应，从而能根据输出电流判断被测物的周径大小，实现能够对物体周径大小进行大时段自动化实时在线监测的功能。

Wearable Limb Circumference Measuring Device

【技术实现步骤摘要】
佩戴式肢体周径测量装置
本专利技术涉及测量装置
，特别涉及佩戴式肢体周径测量装置。
技术介绍
佩戴式肢体周径测量装置是一种用于测量物体周径的测量装置，佩戴式肢体周径测量装置不限于用在对人和动物肢体周径的测量，也可以应用在其他柱状物体周径的测量领域(如树干的直径等)。目前，测量柱状物体的周径只能使用尺子进行手工测量的方式，在周径测量领域没有适用的伸缩敏感部件。公告号为CN203724095U的中国技术专利于2013年7月23日公开了一种周径测量器、公告号为CN201617832U的中国技术专利于2010年11月3日公开了一种肢体周径测量尺，均可通过手工测量与人工读数的方式对物体进行周径测量，但是这种手工测量与人工读数的方式，准确度依赖使用者的经验。公告号为CN207036052U的中国技术于2018年2月23日公开了一种数显周径π尺，其基于光栅计数原理，利用测量电路显示读数，准确性得到了改善，不依赖人的经验，但是却存在制造成本高的问题。随着运动生理学、动物学、植物学、康复医学等学科的发展，对肢体等柱状物体的周径测量提出了更高的要求。许多应用场景是要求大时段实时在线监测周径的变化，在这些场景下无法对周径进行反复手工测量，例如监测运动员在运动过程中的肢体肌肉膨胀等等场景。而上述现有方案都不能大时段佩戴，每次测量时都必须重新手工测量，无法对被测量物体进行大时段实时在线监测，限制了使用场景。故现有技术中存在不能大时段实时在线监测周径大小的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供佩戴式肢体周径测量装置，达到了能大时段实时在线监测周径大小的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：佩戴式肢体周径测量装置，包括周径传感器、驱动器、数据采集处理器，所述驱动器与数据采集处理器通讯连接，周径传感器包括伸缩敏感部件、弹性基座，所述伸缩敏感部件固定安装于弹性基座上，所述伸缩敏感部件包括光发射组件、光接收组件和具有柔性的光导元件，所述光发射组件和光接收组件均与驱动器电性连接，所述光发射组件和光接收组件分别固定的安装于光导元件的两端，所述光发射组件包括发光元件，所述光接收组件包括光接收元件，所述发光元件和光接收元件分别位于光导元件的两端处，所述光导元件设有光线逸散槽，所述光线逸散槽沿光导元件的长度方向延伸，所述光线逸散槽深度小于光导元件宽度的1/20。进一步的：所述数据采集处理器包括信息采集交换接口、数据处理与可视化模块，所述信息采集交换接口与驱动器通讯连接。进一步的：所述驱动器包括传感器接口、信息发布接口和原始数据处理模块，所述传感器接口和信息发布接口均与原始数据处理模块电性连接，所述光发射组件和光接收组件均与传感器接口电性连接，所述信息发布接口与信息采集交换接口通讯连接。进一步的：信息发布接口与信息采集交换接口之间通过有线数据连接或无线数据连接。进一步的：所述原始数据处理模块用于控制传感器接口、信息发布接口，并用于对伸缩敏感部件进行初始化、对相关的数据流进行预处理、保存。进一步的：所述弹性基座为具有充分弹性的空心柱状物体，所述弹性基座用于佩戴至被测物体之上并充分包裹被测物体，所述弹性基座被拉伸扩张时伸缩敏感部件的弯曲程度减小。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：光导元件的光线逸散槽中的各个开口部的深度均比光导元件的半径小一个数量级，当光导元件弯曲且光线逸散槽位于弯曲方向的外周面时，光通量的总体损耗是近似等效于叠加了宏弯损耗与微弯损耗的，因此在发生这种弯曲时，光通量的变化是显著的，保证了传感器有非常高的灵敏度。注意到光线逸散槽总是位于弯曲方向的外周面，因此在周径传感器自然收缩状态时，光导元件中的光通量是最小的。随着拉伸扩张程度增加，光导元件弯曲程度变小，则光通量单调增加，因此光通量与拉伸扩张程度成正比关系。周径传感器的驱动输入是电流值，其发光量与驱动电流成正比关系；传感器的输出是电流值，在电源电压不变的情况下，其输出电流与表面接收到的光通量成正比关系，即可以通过测量输出电流大小来测量周径传感器拉伸扩张程度，输出电流与拉伸扩张程度成正比关系，保证了测量准确。通过实时监测输出电流的大小，能判断被测物的周径大小，从而达到能长期实时在线监测周径变化的效果。光导元件在双向弯曲过程中光通量的变化具有单调性，因此可使得光导元件的光通量与光导元件的弯曲程度一一对应，从而使得光接收组件发出的传感器输出电流与周径大小一一对应。根据不同的传感器输出电流，能判断光导元件和被测物的周径大小，实现能够对物体的周径大小进行大时段自动化实时在线监测的功能。采用了电流驱动、电流输出的周径传感器与驱动方案，且输出电流与弯曲方向、弯曲程度一一对应，使得该装置具有良好的适配性，测量成本非常低，测量过程中产生的计算量也非常低，降低了整体制造成本。驱动器可以根据实际需求调节驱动电流，使得每一个周径传感器在自然收缩状态时的输出值是一致的，对周径传感器进行自动归零初始化，在驱动传感器时直接达到消弭传感器个体差异的目的。所述佩戴式肢体周径测量装置在开发完成后，在使用过程中无需再调整电路参数，就可以适配不同型号的周径传感器。通过信息采集交换接口与驱动器通讯连接，从而可通过信息采集交换接口接收来自驱动器的测量数据，同时也能通过信息采集交换接口向驱动器发出控制指令。数据处理与可视化模块用于控制信息采集交换接口，并获取数据进行处理和/或显示。附图说明图1是本实施例中佩戴式肢体周径测量装置的系统框图；图2是本实施例中光线逸散槽的剖视图；图3是本实施例中光导元件自然平直状态时的光路示意图；图4是本实施例中光导元件向靠近光线逸散槽一侧弯曲时的光路示意图；图5是本实施例中弹性基座自然收缩状态时的结构示意图；图6是本实施例中弹性基座被撑开时的结构示意图；图7是本实施例中弹性基座平展状态下自然伸长时的结构示意图；图8是本实施例中弹性基座平展状态下被拉伸时的结构示意图；图9是本实施例中原始数据处理模块的电路连接示意图；图10是本实施例中传感器接口的电路连接示意图；图11是本实施例中信息发布接口的电路连接示意图。附图标记：11、光导元件；12、光线逸散槽；13、包层；14、第一连接件；15、第二连接件；21、光发射组件；22、光接收组件。具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例：佩戴式肢体周径测量装置，如图1所示，包括周径传感器、驱动器、数据采集处理器。周径传感器与驱动器电性连接，驱动器与数据采集处理器通讯连接。数据采集处理器包括信息采集交换接口、数据处理与可视化模块。数据处理与可视化模块用于控制信息采集交换接口，并获取数据进行处理或显示。在本实施例中，数据采集处理器为PC机，但是采用嵌入式系统、手机、平板电脑等方案来构成数据采集处理器同样在本专利保护范围内。驱动器包括传感器接口、信息发布接口、原始数据处理模块。原始数据处理模块用于控制传感器接口、信息发布接口的数据流，并用于对传感器进行自动归零初始化和对相关的数据流进行预处理、保存。传感器接口与周径传感器的输入端和输出端电性连接，用于驱动周径传感器并采集周径传感器输出电流的功能。信息发布接口与信息采集交换接口之间可采用有线数据连接或无线数据连接，在本实施例中信息发布接口与信息采集交换接口之间通过有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.佩戴式肢体周径测量装置，其特征在于：包括周径传感器、驱动器、数据采集处理器，所述驱动器与数据采集处理器通讯连接，周径传感器包括伸缩敏感部件、弹性基座，所述伸缩敏感部件固定安装于弹性基座上，所述伸缩敏感部件包括光发射组件(21)、光接收组件(22)和具有柔性的光导元件(11)，所述光发射组件(21)和光接收组件(22)均与驱动器电性连接，所述光发射组件(21)和光接收组件(22)分别固定的安装于光导元件(11)的两端，所述光发射组件(21)包括发光元件，所述光接收组件(22)包括光接收元件，所述发光元件和光接收元件分别位于光导元件(11)的两端处，所述光导元件(11)设有光线逸散槽(12)，所述光线逸散槽(12)沿光导元件(11)的长度方向延伸，所述光线逸散槽(12)深度小于光导元件(11)宽度的1/20。

【技术特征摘要】
1.佩戴式肢体周径测量装置，其特征在于：包括周径传感器、驱动器、数据采集处理器，所述驱动器与数据采集处理器通讯连接，周径传感器包括伸缩敏感部件、弹性基座，所述伸缩敏感部件固定安装于弹性基座上，所述伸缩敏感部件包括光发射组件(21)、光接收组件(22)和具有柔性的光导元件(11)，所述光发射组件(21)和光接收组件(22)均与驱动器电性连接，所述光发射组件(21)和光接收组件(22)分别固定的安装于光导元件(11)的两端，所述光发射组件(21)包括发光元件，所述光接收组件(22)包括光接收元件，所述发光元件和光接收元件分别位于光导元件(11)的两端处，所述光导元件(11)设有光线逸散槽(12)，所述光线逸散槽(12)沿光导元件(11)的长度方向延伸，所述光线逸散槽(12)深度小于光导元件(11)宽度的1/20。2.根据权利要求1所述的佩戴式肢体周径测量装置，其特征在于：所述数据采集处理器包括信息采集交换接口、数据处理与可视化模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：于维佳，李思，潘羽，袁君丽，赵新凯，
申请(专利权)人：呜啦啦广州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44