【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及颈托，主要涉及一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托。
技术介绍
1、在现代经济和社会进步的动态景观中，职业和娱乐模式正在发生重大变化，需要长时间保持头部和颈部的静态姿势。这种姿势在各种活动中都很常见，从长时间使用数字设备到需要持续向上或向下凝视的职业，长时间采用不符合人体工程学的颈椎体位会导致颈椎劳损、肌肉紧张和疲劳加剧，最终可能导致颈椎内不可逆转的病理改变，表现为颈椎病，因此，必须警惕地监测颈椎健康；
2、现有技术中，采用的传感器多为市场上已有的传感器，例如加速度计，陀螺仪等，属于刚性元器件，虽然固定在颈托上可以一定程度符合颈椎的生理曲线，但是颈椎的运动与刚性构建的运动传递不免出现机械滞后或作用力的影响，产生测量误差，并且市场上的传感器多为有源传感器，而传感器、外围电路、电池均需固定在颈托上，也一定程度上增加颈椎运动的负荷，需要设计一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，通过imu惯性元件和接触分离发电机构集成设计，反映了颈椎的运动范围和运动过程中的力量情况，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，包括颈托本体和控制系统，所述颈托本体底部一侧连接imu惯性元件，所述颈托本体底部两侧设有通孔，所述通孔的孔体连接接触分离发电机构，所述接触分离发电机构包括连接于所述通孔孔
3、在本专利技术中，所述第一介电片和第二介电片因受力接触，所述第二介电片表面的电子会转移到第一介电片的表面，这样就使得第一介电片表面带负电，而所述第二介电片表面带正电，当所述第一固定板上的力被卸载时，通过材料自身的弹性和所述弹簧，便于使所述第一介电片回到原始位置，由于两个带电表面发生分离。
4、进一步的，所述控制系统包括：
5、检测模块，用于检测使用者颈椎的运动；
6、中央处理模块，用于处理所述检测模块发送的数据；
7、数据库，用于提供对比数据；
8、蓝牙连接模块，用于传输数据；
9、语音提示模块，用于提示使用者颈椎曲度异常；
10、终端，便于观察并储存所述蓝牙连接模块发送的数据。
11、在本专利技术中，所述检测模块便于检测使用者的姿态以及运动力量，所述中央处理模块便于处理所述检测模块发送的数据，所述蓝牙连接模块便于连接终端，并把数据发送至终端。
12、进一步的，所述检测模块包括：
13、惯性检测单元，用于检测使用者的姿态，采集角度以及角加速度，所述惯性检测单元与imu惯性元件相连接；
14、力量检测单元，用于检测使用者的力量，所述力量检测单元采用姿态陀螺仪传感器。
15、进一步的，所述颈托本体顶部一侧固定有粘板，所述颈托本体顶部另一侧固定有束带，所述束带与粘板相配合。
16、在本专利技术中，所述粘板与束带配合便于使颈托本体与颈椎贴紧。
17、进一步的，所述颈托本体顶部两侧设有多个阵列形成的散热孔。
18、在本专利技术中，所述散热孔便于散热，提高了使用者的舒适性。
19、进一步的，所述颈托本体两侧设有t型滑槽；
20、所述第一固定板一侧固定有l型板，所述l型板一侧固定有t型滑块，所述t型滑块与t型滑槽的槽体滑动连接。
21、在本专利技术中，所述t型滑槽限制了第一固定板的移动范围，所述t型滑块加强了第一固定板的稳定性。
22、进一步的，所述数据库包含了颈椎活动度数据和摩擦发电多路电压输出数据，所述数据库将对比的数据发送至语音提示模块。
23、在本专利技术中，所述数据库便于对比惯性检测单元检测到的角度以及角加速度数据和力量检测单元检测的力量信号，便于构建训练数据集的输出。
24、进一步的，所述中央处理模块具备pca降维算法和knn算法，所述pca降维算法处理检测模块发送的信号，所述pca降维算法将处理后的数据发送至knn算法处理。
25、在本专利技术中，所述pca降维算法便于对惯性检测单元和力量检测单元采集得到的多维度特征数据集进行降维处理，形成二维特征数据集，减少数据集中的变量个数，提高了数据处理效率，所述knn算法便于对二维特征数据集进行训练和预测。
26、进一步的，所述语音提示模块设有4个异常阈值，所述语音提示模块达到不同的阈值提示的程度不同。
27、在本专利技术中，所述语音提示模块设有4个异常阈值便于能够精准提示使用者颈椎的曲度的异常程度。
28、进一步的，所述第一金属片和第二金属片的材质为铜，所述第一金属片一侧连接第一介电片，第一介电片的材质为聚亚胺，所述第一介电片一侧连接第二介电片，所述第二介电片的材质为聚甲基丙烯酸甲酷，所述第二介电片一侧连接第二金属片。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
30、本专利技术通过颈部运动向第一固定板施加压力，第一介电片和第二介电片因受力接触，第二介电片表面的电子会转移到第一介电片的表面，这样就使得第一介电片表面带负电，而第二介电片表面带正电，当第一固定板上的力被卸载时，由于材料自身的弹性和弹簧，第一介电片倾向于回到它的原始位置，会形成电势差，在第一固定板上加载的力逐渐卸载的过程中，开路电压持续升高，直到当第一介电片完全回到原始位置时，电压达到最大的饱和值，如果立即重新加载压力，使得第一介电片和第二介电片之间距离接近，产生反向电流，随着颈部的往复运动，产生接触分离，从而产生交替的电压变化，提供了能源，避免了颈椎的运动与刚性构建的运动传递不免出现机械滞后或作用力的影响，导致产生测量误差，通过pca降维算法和knn算法对颈椎健康情况进行分类与预测，加快了数据处理效率，通过检测模块能够检测出角度以及角加速度和力量，便于构建颈椎健康状态的多维数据集。
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1.一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，包括颈托本体(10)和控制系统(20)，其特征在于：所述颈托本体(10)底部一侧连接IMU惯性元件(30)，所述颈托本体(10)底部两侧设有通孔，所述通孔的孔体连接接触分离发电机构(40)，所述接触分离发电机构(40)包括连接于所述通孔孔体一侧的弹簧(45)，连接于所述弹簧(45)一侧的第一固定板(41)，连接于所述第一固定板(41)一侧的多个铜丝(42)和连接于所述铜丝(42)一侧的电极组件(43)，所述电极组件(43)一侧连接第二固定板(44)，所述电极组件(43)包括连接于所述铜丝(42)一侧的第一金属片(431)，连接于所述第一金属片(431)一侧的第一介电片(432)，连接于所述第一介电片(432)一侧的第二介电片(433)和连接于所述第二介电片(433)一侧的第二金属片(434)，所述第二金属片(434)一侧连接第二固定板(44)。
2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述控制系统(20)包括：
3.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其
4.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述颈托本体(10)顶部一侧固定有粘板(12)，所述颈托本体(10)顶部另一侧固定有束带(11)，所述束带(11)与粘板(12)相配合。
5.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述颈托本体(10)顶部两侧设有多个阵列形成的散热孔(13)。
6.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述颈托本体(10)两侧设有T型滑槽(14)；
7.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述数据库(23)包含了颈椎活动度数据和摩擦发电多路电压输出数据，所述数据库(23)将对比的数据发送至语音提示模块(25)。
8.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述中央处理模块(22)具备PCA降维算法和KNN算法，所述PCA降维算法处理检测模块(21)发送的信号，所述PCA降维算法将处理后的数据发送至KNN算法处理。
9.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述语音提示模块(25)设有4个异常阈值，所述语音提示模块(25)达到不同的阈值提示的程度不同。
10.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述第一金属片(431)和第二金属片(434)的材质为铜，所述第一金属片(431)一侧连接第一介电片(432)，第一介电片(432)的材质为聚亚胺，所述第一介电片(432)一侧连接第二介电片(433)，所述第二介电片(433)的材质为聚甲基丙烯酸甲酷，所述第二介电片(433)一侧连接第二金属片(434)。
...【技术特征摘要】
1.一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，包括颈托本体(10)和控制系统(20)，其特征在于：所述颈托本体(10)底部一侧连接imu惯性元件(30)，所述颈托本体(10)底部两侧设有通孔，所述通孔的孔体连接接触分离发电机构(40)，所述接触分离发电机构(40)包括连接于所述通孔孔体一侧的弹簧(45)，连接于所述弹簧(45)一侧的第一固定板(41)，连接于所述第一固定板(41)一侧的多个铜丝(42)和连接于所述铜丝(42)一侧的电极组件(43)，所述电极组件(43)一侧连接第二固定板(44)，所述电极组件(43)包括连接于所述铜丝(42)一侧的第一金属片(431)，连接于所述第一金属片(431)一侧的第一介电片(432)，连接于所述第一介电片(432)一侧的第二介电片(433)和连接于所述第二介电片(433)一侧的第二金属片(434)，所述第二金属片(434)一侧连接第二固定板(44)。
2.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述控制系统(20)包括：
3.根据权利要求2所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述检测模块(21)包括：
4.根据权利要求1所述的一种多传感器融合的颈椎曲度健康预测颈托，其特征在于：所述颈托本体(10)顶部一侧固定有粘板(12)，所述颈托本体(10)顶部另一侧固定有束带(11)，所述束带(11)与粘板(12)相配合。
5.根据权利要求1所述的一...
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