坐姿壓力分布測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、人的一生中許多人有大部分時(shí)間是處于坐姿狀態(tài)的，當(dāng)人體長(zhǎng)期處于坐姿狀態(tài)時(shí)，由于局部受壓過大或受力不平衡，可能會(huì)導(dǎo)致坐瘡和一些腰椎疾病如脊柱損傷、腰椎間盤突出等。研究表明，不良的坐姿會(huì)引發(fā)很多疾病，尤其是對(duì)于那些半身不遂或患有褥瘡的病人，由坐姿不當(dāng)而引起的疾病有時(shí)會(huì)是致命的。坐姿壓力分布指當(dāng)人坐在座椅上時(shí)，座椅對(duì)人體各部分壓力的大小及其分布狀態(tài)。測(cè)量人坐時(shí)各個(gè)部分特別是關(guān)節(jié)的受力狀況，是非常必要的。人體壓力分布測(cè)量系統(tǒng)是預(yù)防上述疾病的有效工

2、具，但目前國內(nèi)對(duì)壓力分布的測(cè)量主要集中在足底壓力的測(cè)量上，在坐姿壓力分布測(cè)量上目前研究較少。人體壓力分布和坐姿有著密切的聯(lián)系，坐姿壓力分布測(cè)量系統(tǒng)可對(duì)人體的壓力分布進(jìn)行測(cè)量、坐姿進(jìn)行分析。該系統(tǒng)可以指導(dǎo)人們正確的坐姿，幫助人們預(yù)防由于坐姿不當(dāng)而產(chǎn)生的疾病。
　　坐姿壓力分布測(cè)量系統(tǒng)主要由四大部分組成：壓力傳感器陣列，多路信號(hào)切換電路，信號(hào)采集及接口電路，計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)。
　　壓力傳感器陣列由上版面，下版面及許多傳感點(diǎn)組成

3、，傳感點(diǎn)采用導(dǎo)電橡膠作為傳感器陣列的敏感單元。利用導(dǎo)電橡膠的壓力-電阻特性，采用特殊的分層結(jié)構(gòu)和制作方法制作出壓力傳感器陣列。
　　針對(duì)系統(tǒng)信號(hào)通道比較多，選用多路模擬開關(guān)來對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行高速切換。對(duì)于連接傳感器的模擬開關(guān)，為了減少非導(dǎo)通通道漏電流的影響，采用兩級(jí)串聯(lián)的設(shè)計(jì)方案。
　　信號(hào)采集部分A/D轉(zhuǎn)換芯片選用的是MAXIN公司生產(chǎn)的12位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器MAX174A。系統(tǒng)中采用RS232串口與PC機(jī)的串行口

4、進(jìn)行串行通訊。
　　計(jì)算機(jī)圖形處理系統(tǒng)包括實(shí)時(shí)壓力數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)顯示及分析兩個(gè)內(nèi)容，對(duì)于采集到的每一幀電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)電阻-壓力的擬合線性方程統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，用色譜圖表示。在顏色的分配上，為了符合人眼對(duì)色彩的分辨特性，按照光譜順序設(shè)計(jì)配色方案；最后綜合運(yùn)用插值算法，將壓力分布圖顯示出來。
　　最后，應(yīng)用本系統(tǒng)對(duì)正常人和腰脊椎病患者進(jìn)行實(shí)例測(cè)試，系統(tǒng)可對(duì)人體的坐姿情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的判別，測(cè)試結(jié)果對(duì)比效果明顯、合理。分析和實(shí)