[发明专利]一种人体脊柱实时监测系统及其控制方法

权利要求书

1.一种人体脊柱实时监测系统，其特征在于，包含背心、弯曲度传感模块、拉力传感模块、数据处理模块、无线数据传输模块、震动模块、手机终端及电源模块；

所述背心穿戴在人体上，用于固定所述弯曲度传感模块、拉力传感模块、数据处理模块、无线数据传输模块、震动模块和电源模块；

所述弯曲度传感模块包含若干设置在所述背心后背上的弯曲度传感器，用于均匀分布贴合在人体脊柱上，监测其所在处脊柱的弯曲度后传递给所述数据处理模块；

所述拉力传感模块包含第一至第四拉力传感器，所述第一至第四拉力传感器设置在所述背心后背对应于人体肩胛骨的下方、位于同一条直线，该直线垂直于人体脊柱所在直线；所述第一、第二拉力传感器和第三、第四拉力传感器关于人体脊柱所在直线对称；第一至第四拉力传感器的拉力杆均朝上，且第一、第四拉力传感器和人体脊柱所在直线之间的夹角为60°，第二、第三拉力传感器和人体脊柱所在直线之间的夹角为30°；

所述背心前胸对应于背心后背在第一至第四拉力传感器所在直线、人体脊柱所在直线之间的焦点处设有固定点；所述第一至第四拉力传感器的拉力杆均通过无弹性拉绳和所述固定点相连；

所述第一至第四拉力传感器用于感应其所在处的拉力，并将其传递给所述数据处理模块；

所述数据处理模块分别和各个弯曲度传感器、第一至第四拉力传感器、无线数据传输模块、震动模块、电源模块相连，用于对弯曲度传感器模块和拉力传感模块监测的数据进行实时处理，计算出当前人体脊柱的弯曲度和双肩承受的拉力偏差值后发送至手机终端，并在当前人体脊柱的弯曲度大于预设的弯曲度阈值或双肩承受的拉力偏差值大于预设的拉力偏差阈值时，控制震动模块进行震动；

所述无线数据传输模块用于将数据处理模块的判断结果传递给所述手机终端；

所述震动模块用于产生震动以提示用户注意姿势；

所述手机终端用于显示数据处理模块的判断结果。

所述电源模块用于供电。

2. 根据权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统，其特征在于，所述弯曲度传感器采用Flex Sensor 4.5，数量为5个。

3.根据权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统，其特征在于，所述第一至第四拉力传感器均采用DF-036高精度传感器。

4.根据权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统，其特征在于，所述数据处理模块采用STM32L4+处理器。

5. 根据权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统，其特征在于，所述无线数据传输模块采用基于蓝牙4.0的BLE TLSR8266低功耗模块。

6.根据权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统，其特征在于，所述电源模块采用锂电池。

7.基于权利要求1所述的人体脊柱实时监测系统的监测方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1），电源模块供电，各个弯曲度传感器测量其所在处的弯曲度，并将其传递给所述数据处理模块；

步骤2），第一至第四拉力传感器感应其所在处的拉力，并将其传递给所述数据处理模块；

步骤3），数据处理模块根据各个弯曲度传感器感应到的弯曲度，计算出当前人体脊柱的弯曲度；

步骤4），数据处理模块将第一拉力传感器感应到的拉力加上第二拉力传感器感应到的拉力后，依次减去第三拉力传感器感应到的拉力、第四拉力传感器感应到的拉力，计算出当前人体双肩承受的拉力偏差值；

步骤5），数据处理模块将当前人体脊柱的弯曲度、当前人体双肩承受的拉力偏差值通过无线数据传输模块发送至手机终端；

步骤6），数据处理模块分别将当前人体脊柱的弯曲度、当前人体双肩承受的拉力偏差值和预设的弯曲度阈值、预设的拉力偏差阈值进行比较；如果当前人体脊柱的弯曲度大于预设的弯曲度阈值或当前人体双肩承受的拉力偏差值大于预设的拉力偏差阈值时，控制震动模块进行震动；

步骤7），手机终端显示接收到的当前人体脊柱的弯曲度、当前人体双肩承受的拉力偏差值。