【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及运动医学，尤其涉及一种基于压电薄膜的脊柱保护系统及保护方法。
技术介绍
1、健身作为一种追求健康和体型完美的活动，吸引了越来越多的人参与。然而，随着人们对自我挑战的追求，特别是在冲击大重量的情境下，健身就伴随着一定的危险，其中包括进行硬拉，深蹲、实力推等对核心力量、腰部稳定性以及动作姿势有高要求的动作。在进行以上所述动作的训练时，若因为动作姿势不对，导致脊柱屈曲角度过大，使得脊柱承受压力激增，最终可能会引起腰间盘突出，导致腰部肌肉劳损等意外发生，对健身人员的日常生活和平时训练都产生了非常大的影响。
2、对此，人们采用的一种保护方式是佩戴健身腰带，使用健身腰带可以增加腹内压，帮助保持脊柱的稳定位置，从而更容易突破训练中的粘滞点。同时能够对肌肉施加一定压力，从而调节运动过程中的受力平衡。
3、然而，目前市场上的健身腰带只起到了辅助收紧核型和辅助稳定腰部的作用，并没有一款可以实时检测脊柱屈曲角度并能实现智能报警的设备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于压电薄膜的脊柱保护系统及保护方法，在用户运动过程中测量获取脊柱屈曲角度，并根据运动情况与相关医学研究资料智能分析出当前腰部的受伤风险并及时地给出震动告警。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于压电薄膜的脊柱保护系统，包括控制模块，软件模块和锂电池，所述控制模块和锂电池均嵌入健身腰带中，所述锂电池用于给所述控制模块供电，所述控制模块与所述软件模块交互信息实现脊柱保护功
3、所述控制模块包括三个压电薄膜，mcu，wifi模块，led报警模块和震动报警模块，其中压电薄膜用于将健身腰带受到的压力数据转化为电荷信号，在经mcu处理后通过wifi模块将数据流至所述软件模块；
4、所述软件模块包括物联网平台和手机app，所述物联网平台接收数据流，手机app读取物联网平台的数据，并以可视化界面的方式进行运动状态展示或腰椎屈曲警报。
5、其中，所述压电薄膜为压电式传感器，型号为ldto_028k，压电常数为33pc/n，输出范围0～±50,000pc。
6、其中，mcu负责将电荷信号转换为脊柱屈曲角度，转换算法如下：脊柱每变化1°，压电薄膜产生的电压就会变化0.11v。
7、其中，所述控制模块还包括电荷放大电路，所述电荷放大电路用于放大压电薄膜产生的电荷信号，放大倍数为10。
8、进一步的，本专利技术还提供了一种基于压电薄膜的脊柱保护方法，采用所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，包括下列步骤：
9、步骤1：电荷放大电路将压电薄膜产生的微小电压信号放大；
10、步骤2：mcu读取放大后的信号，并根据预设算法将电压信号转换为脊柱屈曲角度；
11、步骤3：根据数据库分析出当前脊柱屈曲角度的受伤风险；
12、步骤4：屈曲角度增大时震动报警模块开始运行，且震动的频率随着角度变大而变大；当角度达到预设阈值，led报警模块开始运行；
13、步骤5：mcu实时地将数据上传至物联网平台，用户可通过手机app实时获取运动情况。
14、可选的，步骤4的执行过程中，脊柱在完全中立位屈曲角度为0°时，震动报警模块和led报警模块不运行。而当运动姿势发生变形，脊柱区区角度开始增加，震动报警模块开始运行，随着脊柱屈曲角度的增大，震动的频率也随之增大，当屈曲角度到达22.5°时，led亮黄灯，提醒运动人员现已经达到龟背；达到45°时，led亮红灯，提醒运动人员现在已经严重龟背，需要立即停止训练防止腰部受伤。
15、本专利技术提供了一种基于压电薄膜的脊柱保护系统及保护方法，通过将压电薄膜嵌入到腰带中，并使用自研的电荷放大电路，精准采集到压电薄膜发出的电压信号。同时，根据国外关于人体脊柱屈曲角度和承受压力的相关医学研究文献，将压电薄膜产生的电压信号处理转换为脊柱屈曲角度信息，智能分析出当前用户腰部的受伤风险并及时地给出震动警告或led显示警报，另外还通过使用物联网平台和手机app，让用户可以在手机上实时查看自身运动姿势与脊柱屈曲角度，从而及时的调整自身运动姿态，大大降低了受伤风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于压电薄膜的脊柱保护系统，包括控制模块，软件模块和锂电池，所述控制模块和锂电池均嵌入健身腰带中，其特征在于，
2.如权利要求1所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，
4.如权利要求3所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，
5.一种基于压电薄膜的脊柱保护方法，采用如权利要求1至4任一项所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，包括下列步骤：
6.如权利要求5所述的基于压电薄膜的脊柱保护方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种基于压电薄膜的脊柱保护系统，包括控制模块，软件模块和锂电池，所述控制模块和锂电池均嵌入健身腰带中，其特征在于，
2.如权利要求1所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，
3.如权利要求2所述的基于压电薄膜的脊柱保护系统，其特征在于，
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