[发明专利]一种电子脊柱测量椅及其测量方法

权利要求书

1.一种电子脊柱测量椅，其特征在于包括座椅、与所述座椅呈大于90度的夹角相连的可以产生弹性形变的弹性椅背、等间距安装在所述弹性椅背上的多组传感器以及与所述多组传感器电连接的主电路板及显示模块；每组传感器由一个薄膜压力传感器和一个姿态传感器组成，所述姿态传感器安装在所述薄膜压力传感器上面；所述薄膜压力传感器采集弹性椅背与被测人脊柱接触点的压力值数据，所述姿态传感器测量弹性椅背与被测人脊柱接触点的航向角、俯仰角和翻滚角数据，主电路板及显示模块对这些数据进行处理，判断被测人的脊柱形态。

2.根据权利要求1所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：所述多组传感器安装在所述弹性椅背上表面的中心线上。

3.根据权利要求1所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：所述主电路板及显示模块包括数据处理模块、模拟信号调理模块、电源模块、显示模块、通信模块、存储模块、交互按键；所述模拟信号调理模块与所述薄膜压力传感器电连接，所述数据处理模块分别与所述模拟信号调理模块、姿态传感器、电源模块、显示模块、存储模块、通信模块、交互按键电连接。

4.根据权利要求3所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：所述电源模块的输入电压为5V直流电源输入或4节干电池提供的6V输入或4节充电电池提供的4.8V输入，经过稳压芯片稳压后，转化为3.3V的直流电供给各电路模块。

5.根据权利要求3所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：所述通信模块包括RS232/485电压匹配芯片和WIFI/蓝牙芯片，用于和上位机进行通信，所述上位机接收数据处理模块上传的数据，显示被测人脊柱的健康状况和三维形态。

6.根据权利要求1所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：所述姿态传感器为6轴姿态传感器，内建3轴加速度传感器和3轴角速度传感器，且具有DMP功能，姿态传感器将加速度、角速度、航向角、俯仰角和翻滚角数据通过IIC总线发送给主电路板及显示模块。

7.根据权利要求1所述的电子脊柱测量椅，其特征在于：姿态传感器和薄膜压力传感器通过垫片和高强度粘合剂粘合，薄膜压力传感器底面通过垫片和EPE专用粘合剂粘合在弹性椅背上，姿态传感器上方用高强度粘合剂粘结半球形垫片。

8.权利要求1所述电子脊柱测量椅的测量方法，其特征在于包括如下步骤：

读取各薄膜压力传感器数值，计算对应测量点弹性椅背形变量，根据形变量确定脊柱生理曲度特征点，确定被测人脊柱长度，根据比例将被测人脊柱划分为骶骨、腰椎、胸椎、颈椎四段，得到脊柱侧视曲线；

读取各姿态传感器数值，对被测人腰椎段到胸椎段各姿态传感器测得的航向角循环做差，取最大的两个差值绝对值Yawm、Yawn，当|Yawm-Yawn|≥侧凸Cobb角阈值，判断被测人有脊柱侧凸可能；对被测人胸椎段各姿态传感器测得的俯仰角循环做差，取最大的两个差值绝对值Pitchs、Pitcht，当|Pitchs-Pitcht|≥后凸Cobb角阈值，判断被测人有脊柱后凸可能。

9.根据权利要求8所述的测量方法，其特征在于读取姿态传感器数值后，先剔除异常数据，具体方法如下：

首先确定姿态传感器数据的分布形态，然后轮询读取多次姿态传感器数值，求得其平均值与方差，将测量值与平均值做差，差值绝对值大于三倍标准差的对应数值认为是异常数据，将其剔除，对剔除异常数据后的剩余数值求平均值，作为测量结果。