[发明专利]一种多功能数字化评估智能座椅

权利要求书

1.一种多功能数字化评估智能座椅，其特征在于，包括：座椅本体、底座、坐垫部位、扶手部位；

在智能座椅坐垫部位、以及扶手部位分别安装柔性压阻传感器，在扶手部位加装伺服电机编码器以及加速度传感器；

所述柔性压阻传感器用于获取表面上方接触面压力分布变化数据；所述柔性压阻传感器包括：两层导电层，所述导电层中设置有不锈钢导电纤维与聚乙烯纤维；其中，两层导电层呈九十度水平垂直排列，并在两层导电层中间放置一层柔性半导体压敏电阻层，所述压敏电阻层为碳化硅纤维与聚乙烯纤维交错排列组成；随后用缝纫机将三层车线固定，并使用热熔胶进行加固；

所述伺服电机编码用于获取手臂旋转数据，扶手部位加速度传感器用于测量手臂的震动数据；

上位机，包括存储器及单片机处理器；

上述各数据通过有线串口协议传输，由下位机发送至上位机，并在上位机上利用单片机处理器对数据进行处理分析，得到被采集病患的相关参数，并将数据与分析结果进行存储和显示；

所述的上位机中的存储器中存储有数据采集和处理指令，被单片机处理器执行时，执行以下步骤以进行帕金森患者数据采集和处理：

步骤1、震颤数据采集与处理；

步骤2、肌肉僵直数据采集处理；

步骤3、起身阶段数据采集与处理；

步骤4、身体双侧数据采集和处理；

所述步骤3起身阶段数据采集与处理具体包括：

起身数据采集阶段划分为三个阶段：重心转移阶段、脚部支撑阶段、分离起身阶段；对于三个阶段，分别对其各个阶段总压力值、起身时间进行计算；

三个阶段的划分：

A.重心转移阶段：人体借助扶手支撑，将重心由臀部逐渐转移至脚部，但臀部仍有重力存在，在柔性压感传感器数据上的表现为：坐垫部分传感器总压力值减少，重心发生变化，可通过设定重心变化阈值判断此阶段；

B.脚步支撑阶段：人体借助扶手支撑，臀部脱离椅子，坐垫部分无重力存在；在柔性压感传感器数据上的表现为，坐垫部分传感器总压力值为零，扶手部分总压力传感器相较于第一阶段有明显增加，可通过判断坐垫部分重力是否存在区分第一阶段与第二阶段；

C.分离起身阶段：人体依靠脚部支撑，逐渐站立的阶段，坐垫、扶手部分均无重力存在，可通过判断扶手是否存在压力从而区分第二、第三阶段；

具体的，各个阶段特征计算如下：

1)总压力值：

计算类视频数据中一帧的总压力，其中：i，j为位于i行j列的像素点，即传感点，m，n为矩阵的行数、列数，A_ij为i行j列压力值；

2)重心变化：

首先对一帧建立笛卡尔坐标系，对于一帧中压力大于特定值的情况，将所有像素点的重力x坐标相加并除以像素点个数，即得到x方向重心位置，同理，得y方向重心位置，若设定方向重心位置变化值超过设定阈值，即可判定为第一阶段；

阶段持续时间：用户点击起身评测开始，作为第一阶段的起始帧，并记录相应时间戳，当达到第一阶段重心变化阈值帧时，标记为第一阶段的结束帧，记录相应时间戳，利用两时间戳得到阶段持续时间。

2.根据权利要求1所述的一种多功能数字化评估智能座椅，其特征在于，通过将不锈钢纤维纺织为金属纱线，并将其与普通纱线即聚乙烯纱线交错纺织为多条金属纱线条纹构成导电层，将两层导电层垂直叠放构成矩阵网格排列，并在中间放置柔性半导体压敏电阻层，并将矩阵网格各条纹金属带通过良导体进行连接，并将其与外部导线连接导通，制作得到柔性压阻传感器。

3.根据权利要求1所述的一种多功能数字化评估智能座椅，其特征在于，所述智能座椅包括由不锈钢圆盘底座、增压型油泵液压升降杆组成的底座部分，椅体部分包括由强化复合直板与高密度海绵组成的构件，外表覆盖耐磨皮革材料所述不锈钢圆盘底座为圆形旋转液压底座；将圆形旋转液压底座与座椅垫片通过点焊连接，并将强化复合直板与切削平整的高密度海绵粘连形成各个构件，包括扶手、靠背、坐垫构件，使用钢钉将各构件固定连接，最后表面覆盖耐磨皮革材料进行封装。