体组成体重计的制作方法

专利名称：体组成体重计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种体组成体重计，其对被检者的体重、体组成成分及重 心平衡一体地进行测量。
背景技术：
近年来，家庭中的生活习惯病的预防控制受到重视，在进行体重测量
的同时基于生物体电阻抗法(Bioelectrical Impedance Analysis (BIA)法) 根据被检者的生物体电阻抗对测量部位的体脂肪率等体组成成分进行测量 的体组成体重计，在家庭使用中广泛普及。
专利文献1:日本特许第2760471号公报
专利文献2:日本特许第2710223号公报
专利文献3:日本特许第2760472号公报
但是，对于体组成体重计在家庭使用中广泛地普及，对被检者的重心 平衡进行测量的计测器却由于在安全性及使用性能等方面存在问题而没有 在家庭使用中广泛普及。具体而言，由于在测量重心平衡时被检者必须采 取闭眼单足站立的姿势，所以存在摔倒的危险性。另外，在使用重心摆动 计测量重心平衡时，被检者必须在双手不用力放松的状态下以直立姿势保 持30秒左右而较腻烦，并且由于在测量中姿势容易变化而导致测量值的再 现性较差。
运动有助于控制体内脂肪或体重是众所周知的，但是运动与重心平衡 之间的关系则不太受到关注。重心平衡的稳定性能够通过由头部、躯干、 四肢构成的体节间连续而微小的运动来保持，并且与视觉系统、前庭系、 足底等身体感觉系以及包括肌肉、关节运动的动态系统有关。特别是据说 为了保持重心平衡，背部肌肉、比目鱼肌的肌肉力量以及关节柔软性非常 重要。在这种背景下，希望提供一种体组成体重计，从而能够简便安全地 以较短时间对被检者的体重、体组成成分以及重心平衡一体地进行测量。

发明内容
本发明是针对上述课题而做出的，目的在于提供一种体组成体重计， 从而能够简便安全地以较短时间对被检者的体重、体组成成分以及重心平 衡一体地进行测量。
本发明的体组成体重计一体地具有载置被检者的脚的踏台；在踏台 内部设置的至少三个以上的负荷传感器；对被检者的足底施加微弱的电流 的电流施加电极；电压测量电极，检测通过电流施加电极对被检者的足底 施加电流时的被检者的足底的电压值；体重计测部，根据由负荷传感器检 测出的施加于踏台的负荷来计测被检者的体重；体组成计测部，根据通过 电压测量电极检测出的电压来计算被检者的生物体电阻抗，根据计算出的 生物体电阻抗计算被检者的体组成成分；以及平衡能力计测部，根据由负 荷传感器检测出的施加于踏台的负荷来计测被检者的重心平衡。
发明的效果-
根据本发明的体组成体重计，由于一体地具有体重计测部、体组成计 测部以及平衡能力计测部，因此能够简便安全地用一台设备以较短时间对 被检者的体重、体组成成分以及重心平衡进行测量。另外，通过在运动后 对体重、体组成成分以及重心平衡进行测量，能够综合判断被检者进行的 运动是否适当。


图1是表示本发明第一实施方式的体组成体重计结构的俯视图及剖视图。
图2是表示图1所示的体组成体重计的控制系统的结构框图。 图3是表示本发明实施方式的测量操作流程的流程图。 图4是表示在利用图1所示的体组成体重计进行测量操作时被检者姿 势的示意图。
图5是示出了规定时间内被检者的重心位置轨迹、表示重心位置的最 大移动范围的矩形面积以及平均重心位置的图。
图6是表示矩形面积和平均重心位置与平衡能力等级的对应关系的图。
图7是表示本发明第二实施方式的体组成体重计的结构的俯视图。 图8是表示在利用图7所示的体组成体重计进行测量操作时被检者姿
势的示意图。
图9是表示测量操作中操作部的显示例的示意图。
图IO是表示测量操作完成后操作部的显示例的示意图。
图11是表示本发明第三实施方式的体组成体重计结构的俯视图。
图12是用于说明被检者姿势显著倾斜而重心位置不在规定区域内的状
态的图。
图13是表示本发明第四实施方式的体组成体重计结构的俯视图。 图14是表示图13所示的体组成体重计的应用例的结构的俯视图。 图15是表示本发明第五实施方式的体组成体重计结构的俯视图。 图16是表示图15所示的体组成体重计的应用例的结构的俯视图。 图17是表示本发明第六实施方式的体组成体重计结构的俯视图。 图18是用于说明图17所示的体组成体重计的测量操作完成后踏台的
折叠操作的示意图。
图19是表示本发明第六实施方式的体组成体重计的应用例的结构的俯视图。
图20是用于说明图19所示的体组成体重计的测量操作完成后踏台的 折叠操作的示意图。
图21是表示本发明第七实施方式的体组成体重计结构的俯视图。
图22是用于说明图21所示的弹性体伸縮状态的体组成体重计的俯视图。
图23是用于说明儿童与成人进行测量操作时踏台之间的距离的示意图。
图24是用于说明图21所示的体组成体重计的测量操作完成后踏台的 折叠操作的示意图。
符号说明
1:体组成体重计；2:踏台；3a、 3b、 3c:负荷传感器；4a、 4b:电 流施加电极；5a、 5b:电压测量电极；6:显示部；7:电源开关；8:支撑
6
板；9:上板；10:肋部；11:输入部；12:负荷检测部；13: A/D转换部； 14:控制部；15:体重计测部；16:存储部；17:平衡能力计测部；18: 电流供给部；19:电压检测部；20:体组成计测部；21:显示部；25:凹 陷
具体实施例方式
下面参照附图对本发明实施方式的体组成体重计的结构进行说明。 [第一实施方式]
首先参照图1至图6对本发明第一实施方式的体组成体重计的结构及 其测量操作进行说明。
如图l (a)所示，本发明第一实施方式的体组成体重计1的主要构成 要素包括载置被检者双足的踏台2;内置于踏台2的负荷传感器3a、 3b、 3c;电流施加电极4a、 4b，向被检者足底施加微弱电流；电压测量电极5a、 5b，检测被检者足底的电压值；显示各种信息的显示部6;电源开关7，切 换体组成体重计1的打开/关闭；以及供被检者操作的输入部11。如图1 (b) 所示，负荷传感器3a、 3b、 3c固定在支撑板8上，该支撑板8设置于踏台 2内部，当在踏台2上施加负荷后，负荷经由上板9以及肋部10传递到负 荷传感器3a、 3b、 3c。电流施加电极4a、 4b以及电压测量电极5a、 5b配 置为从踏台2的表面突出规定量，并且兼作指示放脚位置的标志。电压测 量电极5a、 5b上设有用于配合足跟的凹陷25。
如图2所示，上述体组成体重计1的控制系统具有负荷检测部12, 以施加于负荷传感器3 (3a、 3b、 3c)的负荷值作为电压信号进行检测； A/D转换部13，将模拟形式的电信号转换为数字形式的电信号；控制部14， 控制体组成体重计1整体的动作；存储各种信息的存储部16;电流供给部 18，向电流施加电极4 (4a、 4b)施加电流；以及电压检测部19，检测通 过电压测量电极5 (5a、 5b)测量出的电压值。另外，控制部14由微型计 算机构成，通过内部CPU执行计算机程序而作为体重计测部15、平衡能力 计测部17以及体组成计测部20而发挥作用。
下面参照图3对上述体组成体重计1的测量操作进行说明。
在图3所示的流程图中，被检者将电源开关7从关闭断状态切换为打
开状态，以通过操作输入部11输入年齡、性别、身高、脚长等自己的基本
身体信息的时刻为开始，测量操作进入步骤S1的处理。
在步骤Sl的处理中，被检者以脚跟配合于电压测量电极5a、 5b的凹
陷25内的方式站立，如图4所示在两手放松置于体侧的状态下以固定姿势
保持规定的时间。负荷检测部12检测出负荷传感器3a、 3b、 3c的模拟形
式的电压值。
A/D转换部13以规定的采样频率对模拟形式的电压值进行数字转换， 将数字形式的电压值存储到存储部16内。体重计测部15基于在存储部16 内存储的数字形式的电压值来计算被检者的体重，将算出的体重显示在显 示部6上。由此，完成步骤S1的处理，测量操作进入步骤2的处理。
在步骤S2的处理中，平衡能力计测部17将存储在存储部16内的电压 值读出，使用已读出的电压值和预先已知的负荷传感器3a、 3b、 3c之间的 距离来计算被检者的重心位置坐标，提取重心位置坐标的移动量例如移动 距离收敛于规定范围内的时间即重心摆动稳定后数秒间的重心位置坐标。 通过在稳定后数秒间进行提取，从而能够减少被检者的负担，并且有助于 重心摆动的再现性。通过这样的处理，能够获得如图5所示的重心位置坐 标的轨迹70的数据。由此，完成步骤S2的处理，测量操作进入步骤S3的 处理。
在步骤S3的处理中，平衡能力计测部17使用通过步骤S2的处理算出 的重心位置坐标的轨迹70的数据，将如图5所示的表示规定时间内重心位 置的最大移动范围的矩形面积71以及平均重心位置72作为重心摆动参数 进行运算，基于运算得到的重心摆动参数来确定被检者的平衡能力等级并 显示在显示部6上。
在本实施方式中，矩形面积71和平均重心位置72，基于按照年龄、性 别、身高、体重预先生成的数据库，如图6的表所示分别划分为三个级别， 通过对其进行组合而设定为9个级别的平衡能力等级。平衡能力计测部17， 参照图6的表来判定被检者的平衡能力等级。例如在矩形面积71小而平均 重心位置72的偏移较大的情况下，将平衡能力等级判断为"7"。由此，完
成步骤S3的处理，测量操作进入步骤S4的处理。这里，作为平均重心位 置72的基准，例如可以在左右方向以两脚跟之间的中央为基准，在前后方 向以脚长的大约45 55%的范围为基准。
在步骤S4的处理中，电流供给部18向电流施加电极4a、 4b供给规定 频率的交流电流，经由电流施加电极4a、 4b向足底施加微弱的电流。电压 检测部19检测电压测量用电极5a、 5b之间的电压。体组成计测部20根据 通过电压检测部19检测出的电压来计算被检者的生物体电阻抗。由此，完 成步骤4的处理，测量操作进入步骤S5的处理。
在步骤S5的处理中，体组成计测部20使用基本身体信息将通过步骤 S4的处理算出的生物体电阻抗通过BIA法转换为体脂肪率、除脂肪量(除 脂肪量)、肌肉量等体组成成分，将体组成成分的值显示在显示部6上。由 此，完成步骤S5的处理，结束一系列的测量操作。
由上述说明可以知道，根据本发明第一实施方式的体组成体重计l,由 于一体地具有体重计测部5、体组成计测部20以及平衡能力计测部17，因 此能够简便安全地用一台设备以较短时间对被检者的体重、体组成成分以 及重心平衡进行测量。另外，通过在运动后对体重、体组成成分以及重心 平衡进行测量，能够综合判断被检者进行的运动是否适当。
下面参照图7至图10对本发明第二实施方式的体组成体重计的结构进 行说明。
如图7所示，本发明第二实施方式的体组成体重计1构成为，在上述 第一实施方式的体组成体重计的结构中，由显示部6和输入部11构成的操 作部22从踏台2上拆装自如。另外，操作部22通过连接电缆23与踏台2 电连接，连接电缆23在踏台2的内部成为被线轴巻绕的状态。在该体组成 体重计l中，在测量操作中保持固定姿势时，被检者60如图8所示伸展两 臂在身体前方握持操作部22。并且在测量操作中，可以如图9所示在操作 部22上显示"在平衡测量中请勿动"等信息，在测量操作完成后如图10 所示显示平衡能力等级。在这样伸展双臂在身体前方握持操作部22的情况 下，身体成为略微前倾的姿势，但是由于在前方保持适当重量的物品，因 此用于保持姿势的下肢肌肉特别是比目鱼肌发挥作用，与没有握持任何物
品直立的情况相比，重心摆动能够更快地稳定下来，减少被检者的负担， 进行再现性良好的平衡能力评价。 [第三实施方式]
下面参照图11、图12对本发明第三实施方式的体组成体重计的结构进 行说明。
如图11所示，本发明第三实施方式的体组成体重计，在上述第一实施 方式的体组成体重计的结构中，将负荷传感器3a、 3b、 3c、 3d配置在指示 放脚位置的标志(电流施加电极4a、 4b以及电压测量电极5a、 5b)的外侧。 为了准确地测量被检者的重心位置，必须使重心位于连接连结负荷传感器 3a、 3b、 3c、 3d的中心而成的区域26内，在如图12所示被检者姿势显著 倾斜而重心位置73不在区域26内的情况下，则无法准确计测重心位置。 因此，如本实施方式这样通过将负荷传感器3a、 3b、 3c、 3d配置在指示放 脚位置的标志的外侧，从而在重心偏移的情况下也能够准确地计测重心位 置。
下面参照图13、图14对本发明第四实施方式的体组成体重计的结构进 行说明。
如图13所示，本发明第四实施方式的体组成体重计，在上述第三实施 方式的体组成体重计的结构中，电流施加电极4a、 4b和电压测量电极5a、 5b从脚跟侧向脚尖侧以规定角度e展开。 一般认为是在通常自然站立状态 下脚部以约30度向外展开。因此，通过这种方式配置电流施加电极4a、 4b 和电压测量电极5a、 5b，从而能够稳定被检者的姿势，进行再现性良好的 计测。并且在这种情况下，可以如图14所示通过在踏板中央部设置突起部 27，从而使脚沿着脚跟到脚尖的方向成为规定的角度。
下面参照图15对本发明第五实施方式的体组成体重计的结构进行说明。
如图15所示，本发明第五实施方式的体组成体重计，在上述第二实施 方式的体组成体重计的结构中，踏台2左右分割，左侧的踏台2a与右侧踏 台2b分别内置有负荷传感器3a、 3b、 3c、 3d以及负荷传感器30a、 30b、30c、 30d。根据这种结构，通过对体组成、身体的重心平衡的左右差进行 组合，从而能够更加详细地了解身体机能和运动效果。并且作为应用例， 也可以如图16所示在操作部22上设置电流施加电极40a、 40b和电压测量 用电极50a、 50b。根据这种结构，在测量操作中从电流供给部18经由电流 施加电极4a、 40a向被检者以规定频率施加交流电流，经由电压测量用电 极5a、 50a通过电压检测部19检测电压，从而能够根据左手一左脚间的电 阻抗来测量身体左半部分的体脂肪率、除脂肪量和肌肉量。并且同样地， 在测量操作中从电流供给部18经由电流施加电极4b、40b向被检者以规定 频率施加交流电流，经由电压测量用电极5b、 50b通过电压检测部19检测 电压，从而能够根据右手一右脚间的电阻抗来测量身体右半部分的体脂肪 率、除脂肪量和肌肉量。由此，能够获知身体左右部分的体脂肪率、除脂 肪量和肌肉量以及左右的平衡能力，因此通过对体组成成分的左右差、身 体的重心平衡的左右差进行组合，从而能够更加详细地了解身体机能和运 动的效果。
下面参照图17、图18对本发明第六实施方式的体组成体重计的结构进 行说明。
如图17所示，本发明第六实施方式的体组成体重计，在上述第五实施 方式的体组成体重计的结构基础上，还具有连结踏台2a、 2b的连结部28 以及安装在踏台2a、 2b的侧面上的把手部29。并且连结部28由铰链构成， 踏台2a和踏台2b构成为能够以连结部28为旋转中心转动。在该体组成体 重计中，被检者能够在测量操作结束后如图18 (a)、 (b)所示以连结部28 为中心将踏台2a、 2b折叠起来，因此收纳性良好，并且由于设置了把手部 29而易于搬运。另外作为应用例，也可以如图19所示，在从踏台2a、 2b 的连结部28看在左右对称的位置上设置由橡胶等弹性体构成的突起部32。 根据这种结构，如图20所示，能够在折叠踏台2a、 2b时减少踏台2a、 2b 之间的接触产生的冲击，防止本体的故障。
[第七实施方式〗
下面参照图21、图22对本发明第七实施方式的体组成体重计的结构进 行说明。
如图21所示，本发明第七实施方式的体组成体重计，在上述第五实施 方式的体组成体重计的结构基础上，还具有连结踏台2a、 2b的具有伸縮性 的弹性体33以及安装在踏台2a、 2b的侧面上的把手部29。在该体组成体 重计中，踏台2a、 2b被具有伸縮性的弹性体33连结起来，因此踏台2a、 2b之间的距离能够如图22所示在规定范围内变化。如图23所示，由于儿 童60a与成人60b的两足间距离不同，因此根据这种结构，通过在儿童60a 进行测量操作时缩短踏台2a、 2b之间的距离，在成人60b进行测量操作时 则增大踏台2a、 2b之间的距离，从而能够适当地测量体重、重心平衡、体 组成。另外，在测量结束后能够如图24所示以弹性体33为中心将踏台2a、 2b折叠起来而具有良好的收纳性，并且由于设置了把手部29而易于搬运。
以上，对本发明人提出的适用本发明的实施方式进行了说明，但是根 据基于这些实施方式的构成本发明公开的一部分的论述及附图，本发明不 限于此。例如在本实施方式中，在脚跟位置设有凹陷25进行被检者的脚的 对位，但是也可以在脚尖侧设置凹陷25。另外，也可以模仿脚的形状形成 电极。并且在本实施方式中，作为重心摆动的稳定指标使用了重心位置坐 标的移动距离，但是也可以仅采用X方向或Y方向上的重心位置坐标的移 动距离，或者采用移动范围的面积。或者可以将重心摆动没有稳定时的例 如踏脚后数秒间的重心位置坐标用于平衡能力等级的判定。另外，在本实 施方式中，组合矩形面积和平均重心位置作为重心摆动参数来判定平衡能 力等级，但是也可以对重心摆动的轨迹长度、轨迹长度/矩形面积、重心移 动速度、左右方向最大位移、前后方向最大位移、频率分量等进行组合， 或者单独使用来判断平衡能力等级。另外，测量操作也可以不必按照体重、 体组成以及重心平衡的顺序而可以同时进行测量。并且在本实施方式中， 操作部22和本体之间设有连接电缆23，但是也可以在操作部22 —侧和本 体上分别设置通信装置，使用电波或光等以无线方式收发信号。另外，除 了根据生物体电阻抗计算体脂肪、除脂肪量、肌肉量以外，也可以推定皮 下脂肪量、内脏脂肪量、水分含量、骨骼成分量、基础代谢量。这样，本 领域技术人员基于本实施方式做出的其它实施方式、实施例以及实用技术 等也包含于本发明范围是理所当然的。
权利要求
1. 一种体组成体重计，其特征在于，一体地具有载置被检者的脚的踏台；在上述踏台内部设置的至少三个以上的负荷传感器；对被检者的足底施加微弱的电流的电流施加电极；电压测量电极，检测通过上述电流施加电极对被检者的足底施加电流时的被检者的足底的电压值；体重计测部，根据由上述负荷传感器检测出的施加于踏台的负荷计测被检者的体重；体组成计测部，根据通过上述电压测量电极检测出的电压计算被检者的生物体电阻抗，根据计算出的生物体电阻抗计算被检者的体组成成分；以及平衡能力计测部，根据由上述负荷传感器检测出的施加于踏台的负荷计测被检者的重心平衡。
2. 如权利要求1所述的体组成体重计，其特征在于，在上述踏台上具 有拆装自如的操作部，被检者以用双手在前方握持该操作部的姿势计测体 重、生物体电阻抗以及重心平衡。
3. 如权利要求1或2所述的体组成体重计，其特征在于，在踏台表面 上具有指示被检者放脚位置的标志，上述负荷传感器配置于该标志的外侧 的踏台内部。
4. 如权利要求3所述的体组成体重计，其特征在于，上述标志从脚跟 向脚尖方向以规定角度展开。
5. 如权利要求1至4中任意一项所述的体组成体重计，其特征在于， 上述踏台被左右分割，在各踏台内部至少设置有3个以上的负荷传感器。
6. 如权利要求5所述的体组成体重计，其特征在于，左右分割的踏台 通过可转动地支撑踏台的连结部连结。
7. 如权利要求5所述的体组成体重计，其特征在于，左右分割的踏台 通过可转动地支撑踏台的具有伸縮性的弹性体连结。
8.如权利要求6或7所述的体组成体重计，其特征在于，在从左右踏 台的分割线看为左右对称的位置上设有由弹性体构成的突起部。
全文摘要
本发明提供一种体组成体重计，能够用一台设备简便安全地对被检者的体重、体组成成分以及重心平衡进行测量。体组成体重计一体地具有体重计测部(5)、体组成计测部(20)以及平衡能力计测部(17)。由此，能够简便安全地用一台设备以较短时间对被检者的体重、体组成成分以及重心平衡进行测量。另外，通过在运动后对体重、体组成成分以及重心平衡进行测量，能够综合判断被检者进行的运动是否适当。
文档编号A61B5/053GK101377436SQ20081021429
公开日2009年3月4日 申请日期2008年8月29日 优先权日2007年8月30日
发明者上林正, 井出和宏, 小栗一也, 水内明广 申请人:松下电工株式会社