本发明专利技术公开一种人体运动测量装置，包括垫体，带状压力传感单元、控制单元。所述垫体用于人体运动的承托及该装置各组成部分的安装；所述带状压力传感单元用于测量人体肢体接触所述垫体不同部位引起的压力变化，包括至少2个安装在垫体不同位置的带状压力传感器；所述控制单元根据带状压力传感单元测量的压力变化规律来识别人体运动类型并进行统计分析。
Human motion measuring device
【技术实现步骤摘要】
人体运动测量装置
本专利技术属于人体运动测量装置领域。
技术介绍
随着穿戴式设备的兴起，人们在运动，例如跑步和走路时，习惯通过手机、手环或者智能手表来统计跑步的距离和走路的步数等。然而很多其他喜闻乐见的室内运动，例如俯卧撑、深蹲、平板支撑、仰卧起坐等，并没有很便利的工具来辅助进行统计。例如，对于俯卧撑，现有的技术从几个方面来解决俯卧撑自动计数问题，包括：1）压力式，例如专利(申请)CN201010146271.X，CN201510502275.X以及CN201510579134.8等通过在俯卧撑器械上安装压力传感器来实现俯卧撑动作的识别。2）光电式，包括红外对射式和反射式，利用的原理是俯卧撑运动时身体对红外线周期性的遮挡来进行识别计数。如专利(申请)200320124735.2，CN03235951.9以及CN201611253418.9等等。3）测距法，包括超声测距等，例如专利(申请)CN200920280144.1、CN201501470605.1中记载的方案原理是通过测距模块测量俯卧撑运动时身体和地面距离的周期性变化来实现计数，其缺点和上述方案类似，容易作弊，误判概率大。以上方案的不足在于，1）所测量的运动类型较为单一，实用性不足；2）有些结构较为复杂、占地大、不适合家庭场景应用；3）测量原理过于简单造成误判或作弊的可能性较大。在专利申请CN201510462845.7、CN201510829260.4中公开了在垫体上采用“均匀分布”的压力传感器来识别运动姿态，通过确定“关键受力点”识别运动状态，或对比“标准压力分布数据”来确定运动姿势是否标准。该装置和方法虽在理论上可识别多种运动姿势、类型，但需要确定“关键受力点”增加了识别难度，限制了其应用；且并未充分公开所谓“均匀分布”的压力传感器在技术上如何实现。根据现有技术来看，目前能够满足的技术包括采用电阻式压力分布测量技术如美国TekScan、国内能斯达公司，以及采用电容式压力分布测量技术的美国PPS公司，采用压电方式的国内eTouch公司技术，均使用矩阵式分布的压力测量点结构，可以提供分辨率很高的压力分布数据。但上述技术结构复杂、成本很高，目前主要用于制作小尺寸的压力分布测量薄膜，用于专业设计、医学领域，对于类似瑜伽垫、床垫等如此大面积的应用，无疑一方面成本太高，另一方面大尺寸极大地增加了传感器加工难度。总之，随着人们和国家对于健康的重视，推动了大家运动的热情和计划性，但对于目前一些常见的室内运动、家庭运动，如俯卧撑、深蹲、平板支撑、仰卧起坐等还缺乏有效的、结构简单、成本低、使用方便的记录、管理和统计分析工具。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于提供一种人体运动测量装置，可以支持多种运动类型的识别和统计分析，减少了误判和作弊的可能，使用方便，且结构简单、成本低，适合大规模量产应用。为了实现以上目的，本专利技术提供一种人体运动测量装置，包括垫体，用于人体运动的承托；带状压力传感单元，用于测量人体肢体接触所述垫体不同部位引起的压力变化，包括至少2个安装在垫体不同位置的采用柔性薄膜压力传感器制作的带状压力传感器，及电性连接到上述带状压力传感器的压力测量前端；控制单元，用于根据带状压力传感单元测量的压力变化波形来识别人体运动类型并进行统计分析，所述人体运动是指能使至少2个上述带状压力传感器检测到压力变化的人体运动。优选地，所述带状压力传感器之敏感层的长宽比大于5或敏感层长边长度大于等于10厘米。优选地，所述带状压力传感器之敏感层成螺旋状分布或成弓形分布；或所述带状传感器由一个或多个长条形压力传感器构成，且长条形柔性薄膜压力传感器可以通过多个并联，或多个串联，或独立一个的方式组成带状压力传感器；所述长条形柔性薄膜压力传感器可以彼此平行分布，或彼此正交分布，或成网格分布；所述长条形柔性薄膜压力传感器敏感层长度大于等于10厘米，宽度小于等于2厘米。优选地，所述带状压力传感器之柔性薄膜压力传感器采用如下一种方式实现：电阻式、电容式、压电式。优选地，带状压力传感单元包括至少5个安装在垫体预定位置的带状压力传感器，所述预定位置是以垫体几何中心为原点的平面直角坐标系来划分，包括落在第二象限的左上区块、落在第一象限的右上区块、落在第三象限的左下区块、落在第四象限的右下区块，以及包括坐标系原点的中区块，并符合人体工程学设计，使得左、右区块之带状压力传感器可同时测量人体左、右侧肢体动作引起的压力变化，和/或上、下区块之带状压力传感器阵列可同时测量人体上、下半身肢体动作引起的压力变化；进一步还包括测量上下肢时同时中区块之带状压力传感器可测量人体腰臀部动作引起的压力变化。优选地，所述人体运动类型的识别是通过各区块的带状压力传感器安装在预定的符合人体工程学设计的位置，使其可以测量相应肢体动作引起的压力变化波形来识别，其中：仰卧起坐运动，左上区块负责左脚，右上区块负责右脚，左下区块负责左肩，右上区块负责右肩，中区块负责臀、腰部；和/或俯卧撑运动，左上区块负责右脚，右上区块负责左脚，左下区块负责右手，右上区块负责左手，中区块负责腹部；和/或深蹲运动，左上区块负责左脚，右上区块负责右脚；或左下区块负责左脚，右上区块负责右脚；和/或平板支撑运动，左上区块负责右脚，右上区块负责左脚，左下区块负责右手，右上区块负责左手，中区块负责腹部；和/或平躺抬腿运动，左上区块负责左脚，右上区块负责右脚，左下区块负责左肩，右上区块负责右肩，中区块负责臀、腰部。优选地，所述控制单元根据上述各个带状压力传感器的压力变化波形提取压力变化规律，在预先设定的映射关系中查找压力变化规律和对应的运动类型，并根据预设的统计方式来该运动类型进行统计分析；所述预设映射关系中存储有不同的运动类型与不同的压力变化规律之间的对应关系；所述预设的统计方法根据带状压力传感单元的一个或多个带状压力传感器的压力变化波形的波峰和/或波谷来进行运动次数或时长的统计分析，包括计数和/或计时。优选地，所述压力变化规律包括如下的一个或多个的组合：各带状压力传感器的测量的压力大小，压力变化波形的波幅大小、波峰和/或波谷的个数、相邻波峰或波谷的时间间隔、波幅超过预设阈值的带状压力传感器的组合、各带状压力传感器波峰的先后顺序。上述垫体各区块的划分，定义了左、右、上、下区块，但由于对称性，左、右对调，上、下对调并不影响本专利技术的效果。进一步，本专利技术人体运动测量装置还包括人体阻抗测量单元，其中包括安装在垫体上表面的2个激励电极和2个测量电极，以及电性连接上述激励电极和测量电极的阻抗测量前端，控制单元依据人体阻抗测量单元测量的人体阻抗波形进行运动类型识别和统计分析；所述人体运动是指满足上述人体运动要求同时能进一步被人体阻抗测量单元持续正确测量人体阻抗的人体运动。下面将结合具体实施例来进一步阐述本专利技术的细节，以便于本领域的技术人员能够进一步理解本专利技术的原理和具体实现方式。附图说明图1为人体运动测量装置实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种人体运动测量装置，包括/n垫体，用于人体运动的承托；/n带状压力传感单元，用于测量人体肢体接触所述垫体不同部位引起的压力变化，包括至少2个安装在垫体不同位置的采用柔性薄膜压力传感器制作的带状压力传感器，以及电性连接到上述带状压力传感器的压力测量前端；/n控制单元，用于根据带状压力传感单元测量的压力变化波形来识别人体运动类型并进行统计分析，所述人体运动是指能使至少2个上述带状压力传感器检测到压力变化的人体运动。/n
【技术特征摘要】
1.一种人体运动测量装置，包括
垫体，用于人体运动的承托；
带状压力传感单元，用于测量人体肢体接触所述垫体不同部位引起的压力变化，包括至少2个安装在垫体不同位置的采用柔性薄膜压力传感器制作的带状压力传感器，以及电性连接到上述带状压力传感器的压力测量前端；
控制单元，用于根据带状压力传感单元测量的压力变化波形来识别人体运动类型并进行统计分析，所述人体运动是指能使至少2个上述带状压力传感器检测到压力变化的人体运动。
2.如权利要求1所述的人体运动测量装置，其中带状压力传感器之敏感层的长宽比大于5或所述敏感层长边长度大于等于10厘米。
3.如权利要求2所述的人体运动测量装置，所述带状压力传感器的敏感层成螺旋状分布，或所述带状压力传感器的敏感层成弓形分布。
4.如权利要求2所述的人体运动测量装置，所述带状压力传感器由一个或多个长条形柔性薄膜压力传感器构成，且长条形柔性薄膜压力传感器可以通过多个并联，或多个串联，或独立一个的方式组成带状压力传感器；所述长条形柔性薄膜压力传感器敏感层长度大于等于10厘米，宽度小于等于2厘米。
5.如权利要求4所述的人体运动测量装置，所述带状压力传感器之长条形柔性薄膜压力传感器彼此平行分布，或彼此正交分布，或成网格分布。
6.如权利要求1所述的人体运动测量装置，所述带状压力传感器之柔性薄膜压力传感器采用如下一种方式实现：电阻式、电容式、压电式。
7.如权利要求1所述的人体运动测量装置，还包括人体阻抗测量单元，其中包括安装在垫体上表面的2个激励电极和2个测量电极，以及电性连接上述激励电极和测量电极的阻抗测量前端；控制单元依据人体阻抗测量单元测量的人体阻抗波形进行人体运动识别和统计分析。
8.如权利要求1所述的人体运动测量装置，带状压力传感单元包括至少5个安装在垫体预定位置的带状压力传感器，所述预定位置是以垫体几何中心为原点的平面直角坐标系来划分，包括落在第二象限的左上区块、落...
【专利技术属性】
技术研发人员：李恋，
申请(专利权)人：李恋，
类型：发明
国别省市：广东;44
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