運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器的制造方法
【專利摘要】運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，屬于計(jì)步器領(lǐng)域，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有以加速度傳感器、震動(dòng)傳感器為基本參數(shù)的計(jì)步器會(huì)產(chǎn)生誤計(jì)數(shù)的問(wèn)題。本發(fā)明包括采集處理模塊和智能顯示終端，在左右兩腳平衡的情況下，采集處理模塊采集單腳受力情況，采集腳掌的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力，通過(guò)對(duì)三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行融合計(jì)算，再獲得壓力值的峰值-峰谷的變化頻率，根據(jù)所述變化頻率確定此時(shí)人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，站立或走步或跑步狀態(tài)，判斷出狀態(tài)再進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)數(shù)。同時(shí)智能顯示終端用于顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。本發(fā)明用于計(jì)步。
【專利說(shuō)明】運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于計(jì)步器領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 計(jì)步器主要是測(cè)量人每天的行走狀態(tài)，計(jì)算行走腳步數(shù)量，分析身體運(yùn)動(dòng)情況。
[0003] 現(xiàn)有計(jì)步器統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確，以加速度傳感器、震動(dòng)傳感器為基本參數(shù)的計(jì)步器，會(huì)產(chǎn) 生誤計(jì)數(shù)。產(chǎn)生原因：開車、電梯、等外力造成誤計(jì)數(shù)。四肢自由抖動(dòng)（講話揮手、握手、壓 腿、抖腿等造成的誤計(jì)數(shù)）。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有以加速度傳感器、震動(dòng)傳感器為基本參數(shù)的計(jì)步器會(huì) 產(chǎn)生誤計(jì)數(shù)的問(wèn)題，提供了一種運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器。
[0005] 本發(fā)明所述運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，它包括采集處理模塊和智能顯示終端；
[0006] 采集處理模塊包括壓力采集單元、實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元和第一無(wú)線通信單元；
[0007] 智能顯示終端包括顯示單元和第二無(wú)線通信單元；
[0008] 壓力采集單元，用于每隔Ts時(shí)間采集一個(gè)腳掌內(nèi)側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力仏、腳掌外側(cè)檢 測(cè)點(diǎn)的壓力U 2和腳跟檢測(cè)點(diǎn)的壓力U3，并三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行存儲(chǔ)的單元；
[0009] 第一無(wú)線通信單元，用于將運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送至智能顯示終端的單元；
[0010] 第二無(wú)線通信單元，用于實(shí)時(shí)接收運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果的單元；
[0011] 顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)的單元；
[0012] 所述實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元包括如下：
[0013] 用于每隔T時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理，獲得所述腳掌壓力的變化 頻率的單元；
[0014] 用于根據(jù)獲得腳掌壓力的變化頻率，并判斷出此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的單元；
[0015] 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為站立狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)不進(jìn)行累計(jì)的單元；
[0016] 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為走步狀態(tài)或跑步狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)行相應(yīng)累計(jì)的單元。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：在左右兩腳平衡的情況下，采集單腳受力情況，采集腳掌的三個(gè)檢 測(cè)點(diǎn)的壓力，通過(guò)對(duì)三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行融合計(jì)算，再獲得壓力值的峰值-峰谷的變化 頻率，根據(jù)所述變化頻率確定此時(shí)人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，站立或走步或跑步狀態(tài)，判斷出狀態(tài)再進(jìn) 行相應(yīng)的計(jì)數(shù)，這樣有效的防止了傳統(tǒng)的不分狀態(tài)進(jìn)行計(jì)數(shù)而產(chǎn)生的誤計(jì)數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是【具體實(shí)施方式】一中安裝壓力傳感器的原理示意圖；
[0019] 圖2是【具體實(shí)施方式】一中采集處理模塊和智能顯示終端的原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0020] 一：下面結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù) 器，它包括采集處理模塊和智能顯示終端；
[0021] 采集處理模塊包括壓力采集單元、實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元和第一無(wú)線通信單元；
[0022] 智能顯示終端包括顯示單元和第二無(wú)線通信單元；
[0023] 壓力采集單元，用于每隔Ts時(shí)間采集一個(gè)腳掌內(nèi)側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力仏、腳掌外側(cè)檢 測(cè)點(diǎn)的壓力U 2和腳跟檢測(cè)點(diǎn)的壓力U3，并三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行存儲(chǔ)的單元；
[0024] 第一無(wú)線通信單元，用于將運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送至智能顯示終端的單元；
[0025] 第二無(wú)線通信單元，用于實(shí)時(shí)接收運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果的單元；
[0026] 顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)的單元；
[0027] 所述實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元包括如下：
[0028] 用于每隔T時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理，獲得所述腳掌壓力的變化 頻率的單元；
[0029] 用于根據(jù)獲得腳掌壓力的變化頻率，并判斷出此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的單元；
[0030] 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為站立狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)不進(jìn)行累計(jì)的單元；
[0031] 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為走步狀態(tài)或跑步狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)行相應(yīng)累計(jì)的單元。
[0032] 本實(shí)施方式是在保證雙腳平衡的情況下測(cè)量的，
[0033] 當(dāng)人體處于站立狀態(tài)時(shí)，足部骨骼僅以跟骨和第一、五跖骨頭三處與底面緊密接 觸，共同承擔(dān)全身重量，足弓處通過(guò)其特有的拱形結(jié)構(gòu)保持身體的平衡。當(dāng)人體開始步行 后，重心前移，第一、三、五跖骨頭承重增加，跟骨推進(jìn)人體向前同時(shí)其承重減小，足弓處繼 續(xù)保持身體平衡，同時(shí)發(fā)揮避震和彈性作用，吸收部分壓力，使人體能夠輕松完成行走、跑 步動(dòng)作。人體足底壓力分布研究表明，根據(jù)人體足部的骨骼結(jié)構(gòu)將足底劃分為若干區(qū)域進(jìn) 行壓力分析，從實(shí)際簡(jiǎn)化需要，只測(cè)量足底3塊平面的區(qū)域亦可，如圖1所示。
[0034] 本實(shí)施方式的壓力傳感器的常見(jiàn)布局：
[0035] 按照一般足壓分析慣例，將足底劃分為三大主要解剖區(qū)域：前足跖骨關(guān)節(jié)區(qū)域、中 足區(qū)域、足跟區(qū)域，并在三大區(qū)域內(nèi)分布3個(gè)傳感器單元，以便于描述足部?jī)?nèi)側(cè)、外側(cè)受力 情況。
[0036] 腳掌上有三個(gè)點(diǎn)，設(shè)腳的前足的兩點(diǎn)分別為Al，A2,足跟的點(diǎn)為A3。對(duì)這3個(gè)點(diǎn)進(jìn) 行測(cè)壓，將兩個(gè)腳設(shè)為近似平衡，對(duì)前足的2個(gè)點(diǎn)的壓力值取平均值，對(duì)足跟的點(diǎn)取全值。 將前足的平均值與足跟的點(diǎn)的全值進(jìn)行相加，得到壓力的范圍：
[0037] 走步時(shí)的壓力范圍為：Fmin彡匕彡Fmax
[0038] 跑步時(shí)的壓力范圍為：Fmin彡F2彡Fmax
[0039] 其中壓力最小值不為0。
[0040] 人體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，受力情況由兩個(gè)重要特征參數(shù)運(yùn)動(dòng)頻率和壓力決定。人體 的步行頻率是指單位時(shí)間內(nèi)在走或跑的過(guò)程中兩腿交換的次數(shù)。人體步行頻率一般在 1. 7-2. 0ΗΖ之間。足部的受力主要來(lái)自于足部與地面的接觸，對(duì)足地接觸力的分析通常觀察 力-時(shí)間曲線的特征，即足部壓力的峰值、峰值的出現(xiàn)時(shí)間和幅度的變化。
[0041] 本實(shí)施方式在腳掌、腳跟的腳步著力點(diǎn)，加入壓力傳感器，通過(guò)有節(jié)奏、有頻率的、 特定壓力值的測(cè)量，提高計(jì)布精度。同時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)人的體重變化，通過(guò)記錄統(tǒng)計(jì)分析、給出 健康監(jiān)測(cè)報(bào)告。
[0042] 在雙腳腳掌、腳跟，腳步著力點(diǎn)，加入壓力傳感器，通過(guò)有節(jié)奏、有頻率的、特定壓 力值的測(cè)量，提高計(jì)布精度。
[0043] 增值功能，監(jiān)測(cè)每個(gè)人的體重變化，通過(guò)記錄統(tǒng)計(jì)分析、給出健康監(jiān)測(cè)報(bào)告。

【具體實(shí)施方式】 [0044] 二：本實(shí)施方式對(duì)實(shí)施方式一作進(jìn)一步說(shuō)明，
[0045] 所述每隔T時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理，獲得所述腳掌壓力的變化 頻率的過(guò)程為包括：
[0046] 對(duì)每次采集的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行處理：
[0047] 掌內(nèi)側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力仏與腳掌外側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力U2求平均值，將所述平均值賦 值給仏和U 2，腳跟檢測(cè)點(diǎn)的壓力U3不變；當(dāng)Up U2或U3的值為零時(shí)，將過(guò)零頻度值賦給相 應(yīng)變量；再根據(jù)公式

【權(quán)利要求】
1. 運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，其特征在于，它包括采集處理模塊和智能顯示終端； 采集處理模塊包括壓力采集單元、實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元和第一無(wú)線通信單元； 智能顯示終端包括顯示單元和第二無(wú)線通信單元； 壓力采集單元，用于每隔Ts時(shí)間采集一個(gè)腳掌內(nèi)側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力U1、腳掌外側(cè)檢測(cè)點(diǎn) 的壓力U2和腳跟檢測(cè)點(diǎn)的壓力U3，并三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行存儲(chǔ)的單元； 第一無(wú)線通信單元，用于將運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)時(shí)發(fā)送至智能顯示終端的單元； 第二無(wú)線通信單元，用于實(shí)時(shí)接收運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)結(jié)果的單元； 顯示單元，用于實(shí)時(shí)顯示運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)的單元； 所述實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元包括如下： 用于每隔T時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理，獲得所述腳掌壓力的變化頻率 的單元； 用于根據(jù)獲得腳掌壓力的變化頻率，并判斷出此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的單元； 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為站立狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)不進(jìn)行累計(jì)的單元； 當(dāng)此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為走步狀態(tài)或跑步狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)進(jìn)行相應(yīng)累計(jì)的單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，其特征在于， 所述每隔T時(shí)間對(duì)存儲(chǔ)的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力進(jìn)行處理，獲得所述腳掌壓力的變化頻率 的過(guò)程為包括： 對(duì)每次采集的三個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行處理： 掌內(nèi)側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力U1與腳掌外側(cè)檢測(cè)點(diǎn)的壓力U2求平均值，將所述平均值賦值 給U1和U2，腳跟檢測(cè)點(diǎn)的壓力U3不變；當(dāng)UpU2或U3的值為零時(shí)，將過(guò)零頻度值賦給相 應(yīng)變量；再根據(jù)公式0=^.171+心.^/ 2+勾.1/3，獲得壓力值^；'1 =1，一，17^，勻=-， A=1，七;所述過(guò)零頻度值為腳掌壓力從最高值變化趨近零時(shí)的時(shí)間對(duì)應(yīng)的壓力 值； 根據(jù)壓力值G在T時(shí)間的變化，獲得腳掌壓力的變化頻率./。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，其特征在于，所述根據(jù)獲得腳掌壓力的變化頻 率，并判斷出此時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的過(guò)程為： 當(dāng)/為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為站立狀態(tài)； 當(dāng)/在/i±A/內(nèi)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為走步狀態(tài)。 當(dāng)/在±A/內(nèi)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為跑步狀態(tài)； 其中，為已知的走步狀態(tài)基頻，石為已知的跑步狀態(tài)基頻，Af為允許的基頻誤差。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)器，其特征在于， 智能顯示終端包括控制單元， 所述控制單元，用于發(fā)送重新開始計(jì)數(shù)信號(hào)的單元； 實(shí)時(shí)處理計(jì)數(shù)單元，還用于根據(jù)接收的重新開始計(jì)數(shù)信號(hào)，使運(yùn)動(dòng)計(jì)數(shù)歸零重新計(jì)數(shù)
【文檔編號(hào)】G01G19/44GK104266659SQ201410577932
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】馬宏斌, 甄昊元, 李高嶺, 馬楠, 石亮, 王英麗, 李嵩 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)