自动化脊背矫正衣及其使用方法技术

本发明专利技术涉及一种自动化脊背矫正衣，包括：腰带、肩带、披肩、背带、滚筒、步进电机、步进驱动器和单片机；腰带两端通过卡扣闭合，肩带设置两根，肩带绕过人体肩部后通过两臂腋下并于背后位置汇合，然后连接于背带顶端；披肩与肩带上端固定；滚筒固定于腰带正后方外侧，背带的下端缠绕在滚筒上；步进电机位于滚筒内部，步进电机连接步进驱动器；步进驱动器固定在腰带上，位于滚筒一端；单片机固定在腰带上，位于步进驱动器的另一端；单片机连接步进电机和步进驱动器，压力传感器和位移传感器位于腰带正后方的内侧。本发明专利技术的自动化脊背矫正衣能够矫正长期伏案工作群体的脊背变形，能有效预防驼背及脊柱疾病的发生，并能养成良好身姿，形成肌肉记忆。

Automated Back Orthodontic Clothing and Its Application

【技术实现步骤摘要】
自动化脊背矫正衣及其使用方法
本专利技术属于人类生活必需用品领域，具体地，涉及一种自动化脊背矫正衣及其使用方法。
技术介绍
近年来，随着生活节奏的加快和社会进步，长期伏案工作人群占比增加，无论是学生还是坐在电脑前工作的人，大多数都渐渐养成了驼背的习惯。目前，市面上能买到的多数矫正背部姿势的衣服仍停留在手动操作的阶段，佩戴调节过程通常需要人用手去拉位于身旁的松紧带，进而调节松紧。在实际操作过程中，用手拉松紧带调节存在诸多问题。比如，需要较大力气，不容易达到自己想要的结果，或者，两只手用力不均匀，导致两侧肩膀弯曲程度不一样；并且矫正衣多为没有弹性的束缚绑带强力固定佩戴者腹部与腰部，弱化了使用者肌肉和腰椎。针对上述问题，为避免此类现象，本专利技术提供一个更方便快捷又精准的自动化脊背矫正衣装置，同时帮助脊柱疾病患者早日发现疾病。
技术实现思路
针对现有技术不足，本专利技术提供了一种自动化脊背矫正衣，同时还提供了自动化脊背矫正衣的使用方法，能够有效自动矫正使用人背部姿势。为实现上述目的，本专利技术采用下述方案：一种自动化脊背矫正衣，包括：腰带、肩带、披肩、背带、滚筒、步进电机、步进驱动器和单片机；其中：腰带两端通过卡扣闭合，腰带在佩戴时卡扣闭后合位于人体腹部；肩带设置两根，两根肩带绕过人体肩部后通过两臂腋下并于背后位置汇合，然后连接于背带顶端；披肩与肩带上端固定；滚筒固定于腰带正后方外侧，背带的下端缠绕在滚筒上；步进电机位于滚筒内部，步进电机连接步进驱动器；步进驱动器固定在腰带上，位于滚筒一端；单片机同样固定在腰带上，位于步进驱动器的另一端；单片机连接步进电机和步进驱动器，压力传感器和位移传感器位于腰带正后方的内侧。优选地，控制按钮设置于腰带外侧前方，控制按钮包括可控制电机运行。优选地，腰带中间段内侧设置松紧带。基于自动化控制的思想将步进电机作为主要执行元件，来完成矫正衣的自动调节操作，以此为执行机构。采用脉冲计数控制方式，通过步进电机的角位移变换操作完成松紧带调节动作。在腰带内侧连接松紧带处置有数据采集系统，智能感知，技术识别，距离、力量双重指标限定，当用户松懈时，配合增益自动调整，可形成触压，提示用户注意身姿并牵引用户调整身姿。除此之外，采集到的数据可用于去识别用户是否有脊柱疾病还可辅助椎间盘突出症的牵引治疗，具体可通过对压力的长时间压力偏差判断等实现。自动脊背矫正衣装置的工作方法，具体步骤包括：S1、用户佩戴自动脊背矫正衣装置后按下“绷紧”键，步进电机带动背带拉紧，强力固定腰腹与肩部位置，保证姿势挺直。S2、判断用户是否再次按动“绷紧”键，再次按动后单片机控制电路自动切断，电机即停止转动。S3、用户使用时，腰带内侧置的压力传感器感知受力，将数据反馈给单片机，即当用户有不良姿势时传感器可获得触压，单片机将此认定为姿势不正，提醒用户注意身姿。S4、当用户按下“松弛”键后，电机反向旋转带动背带松弛。S5、判断用户是否再次按动“松弛”键，再次按动后单片机控制电路自动断开，电机停止转动。S6、背带松弛后用户即可卸下矫正衣。此外，采集到的数据还可连接至云平台，通过数据分析识别用户是否有脊柱疾病，从而辅助椎间盘突出症的牵引治疗。相对于现有技术，本专利技术有益效果如下：1、能够矫正长期伏案工作群体的脊背变形，能有效预防驼背及脊柱疾病的发生，并能养成良好身姿，形成肌肉记忆。2、采用机械转动装置，减少了布料，轻薄透气，夏天穿戴不觉闷热。3、本专利技术弹性高，舒适感强，符合人体生物学构造。4、支持自主自动化调节，将原有手动操作变为自动操作，操作简便，实用性强；若需要调节松紧，不需要脱下外套，手动拖拽里面的松紧带，只需按动按键，步进电机就会自动实现绷紧或松弛的功能，方便快捷。5、采用低功耗MCU与步进电机，降低了装置功耗，稳定性强，使用面广。6、可帮助用户早日发现脊柱疾病，提高注意，及时医治。附图说明图1为自动化脊背矫正衣主视示意图；图2为自动化脊背矫正衣后视示意图；图3为自动化脊背矫正衣用户佩戴状态主视示意图和后视示意图；图4为自动化脊背矫正衣工作方法流程示意图；图中：1、腰带，2、肩带，3、披肩，4、背带，5、滚筒，6、步进电机，7、步进驱动器，8、单片机，9、控制按钮。具体实施方式如图1、图2所示，自动化脊背矫正衣，包括：腰带1、肩带2、披肩3、背带4、滚筒5、步进电机6、步进驱动器7和单片机8；其中：腰带1两端通过卡扣闭合，腰带1中间段内侧设置松紧带，腰带1在佩戴时卡扣闭后合位于人体腹部，起基本固定身姿作用；肩带2设置两根，两根肩带2绕过人体肩部后通过两臂腋下并于背后位置汇合，然后连接于背带4顶端，通过两根肩带2可扩张肩部，舒展前胸，矫直坐姿，符合人体工学构造；披肩1与肩带2上端固定，披肩1在电机牵动肩带过程中，减轻肩带和人体的摩擦；滚筒5固定于腰带3正后方外侧，背带的下端缠绕在滚筒5上。步进电机6位于滚筒5内部，步进电机6连接步进驱动器7；步进驱动器7固定在腰带上，位于滚筒一端；单片机8同样固定在腰带上，位于步进驱动器的另一端；单片机连接步进电机6和步进驱动器7，压力传感器和位移传感器位于腰带正后方的内侧。单片机8写入程序，单片机可根据压力传感器和位移传感器反馈的综合数据，控制产生触压，做出判断，调整步进电机6下一步动作，是智能识别和判断的中枢。控制按钮9设置于腰带外侧前方，可额外人为控制电机运行。控制按钮包括两个按键，分别标有“绷紧”“松弛”，被安置在矫正衣上，不另占空间。当按下“绷紧”键时，步进电机缓缓旋转，带动松紧带缠绕在滚筒上，随着绳子的拉紧，人渐渐被“拉直”。松紧合适后，再次按动“绷紧”键，电路自动切断，电机停止转动。当按下“松弛”键时，电机反向旋转，把刚刚收起的带子放开，用户便可卸下矫正衣了。同样，再按下“松弛”键，电机不再运转；所述单片机8连接步进驱动器和步进电机，将程序写入并根据安放在腰带正后方内侧的压力传感器和位移传感器反馈的人体和腰带间的压力和背带位移量数据，控制产生触压，做出判断，调整下一步动作，步进电机逆时针或顺时针转动，进而释放或收缩缠绕于滚筒上的肩带，是智能识别和判断中枢；步进驱动器接收脉冲信号，驱动步进电机转动固定角度，通过控制脉冲个数来控制电机角位移量，达到准确定位的目的，通过控制脉冲频率来控制电机速度和加速度，达到调速目的。该驱动系统能提供较高水平的动态响应和扭转密度。自动脊背矫正衣装置的工作方法，具体步骤包括：S1、用户佩戴自动脊背矫正衣装置后按下“绷紧”键，步进电机带动背带拉紧，强力固定腰腹与肩部位置，保证姿势挺直。S2、判断用户是否再次按动“绷紧”键，再次按动后单片机控制电路自动切断，电机停止转动。S3、用户使用时，腰带内侧置的压力传感器感知受力，将数据反馈给单片机，即当用户有不良姿势时传感器可获得触压，单片机将此认定为姿势不正，提醒用户注意身姿。S4、当用户按下“松弛”键后，电机反向旋转带动背带松弛。S5、判断用户是否再次按动“松弛”键，再次按动后单片机控制电路自动断开，电机停止转动。S6、背带松弛后用户即可卸下矫正衣。此外，采集到的数据还可连接至云平台，通过数据分析识别用户是否有脊柱疾病，从而辅助椎间盘突出症的牵引治疗。术语解释：步进电机，是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动化脊背矫正衣，包括：腰带、肩带、披肩、背带、滚筒、步进电机、步进驱动器和单片机；其特征在于：腰带两端通过卡扣闭合，腰带在佩戴时卡扣闭后合位于人体腹部；肩带设置两根，两根肩带绕过人体肩部后通过两臂腋下并于背后位置汇合，然后连接于背带顶端；披肩与肩带上端固定；滚筒固定于腰带正后方外侧，背带的下端缠绕在滚筒上；步进电机位于滚筒内部，步进电机连接步进驱动器；步进驱动器固定在腰带上，位于滚筒一端；单片机同样固定在腰带上，位于步进驱动器的另一端；单片机连接步进电机和步进驱动器，压力传感器和位移传感器位于腰带正后方的内侧。

【技术特征摘要】
1.一种自动化脊背矫正衣，包括：腰带、肩带、披肩、背带、滚筒、步进电机、步进驱动器和单片机；其特征在于：腰带两端通过卡扣闭合，腰带在佩戴时卡扣闭后合位于人体腹部；肩带设置两根，两根肩带绕过人体肩部后通过两臂腋下并于背后位置汇合，然后连接于背带顶端；披肩与肩带上端固定；滚筒固定于腰带正后方外侧，背带的下端缠绕在滚筒上；步进电机位于滚筒内部，步进电机连接步进驱动器；步进驱动器固定在腰带上，位于滚筒一端；单片机同样固定在腰带上，位于步进驱动器的另一端；单片机连接步进电机和步进驱动器，压力传感器和位移传感器位于腰带正后方的内侧。2.根据权利要求1所述的自动化脊背矫正衣，其特征在于：控制按钮设置于腰带外侧前方，控制按钮包括两个按键，分别标有“绷紧”“松弛”，控制按钮控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗文蕾，
申请(专利权)人：苗文蕾，
类型：发明
国别省市：山东,37