CN102599745B - 一种坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，包括椅脚、座板以及靠背，靠背上还设有一坐姿检测组件，坐姿检测组件包括两根支杆以及发射器、接收器，两根支杆呈相对状布置并连接于靠背且着座者位于两根支杆之间；发射器安装于其中一根支杆上，接收器安装于另外一根支杆上；靠背与一位置调节组件相连，靠背通过位置调节组件运动以改变与座板前边沿处之间的距离以及在高度方向离座板的距离。本发明具有结构简单、操作方便、能够通过机械和监控方式有效调整坐姿等优点。

Description

一种坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅

技术领域

本发明主要涉及到座椅领域，特指一种适用于青少年儿童身高成长过程中实现坐姿机械匹配与坐姿电子监控的智能座椅。

背景技术

目前，青少年儿童的近视率越来越高，令广大家长忧心忡忡。新华网社会频道正文20110605撰文“调查显示：中小学生近视率逐年快速增长”，该文指出“调查采取分层随机抽样方法，从西安市抽取12所学校，总计调查4260人。根据调查，西安市2011年小学生近视患病率为42.3％，视力不良率为57％，较2005年增加18.4％。在分级调查中，小学一年级近视患病率为28.3％，三年级为44.9％，五年级为61.4％。小学阶段近视患病率翻了一番。西安市2011年初中生近视患病率为71.4％，视力不良率74.4％，较2005年增加20.5％。”

导致近视率越来越高的重要原因之一是他们在学习阅读时没能保持正确的坐姿，而不能保持正确坐姿的原因一方面在于座椅机械结构与青少年成长过程中不断变化的身高不能很好地匹配，另一方面，青少年儿童处于成长发育过程中，自我约束能力差，即使座椅机械结构与身高匹配好了，他们还是容易低头弯腰看书，眼睛离书本太近。还有一个原因在于他们由于学习任务重，有时一次持续学习用眼的时间过长。

在现有技术中，申请号为90105567.0的专利提出了一种桌椅一体化结构，需要桌椅同时调节，并且其中座板的有效进深（即座板前边缘离靠背的水平距离）不能调节。专利201020020203.4提出了一种靠背高度和座椅有效进深均可调节的结构，但这两者需要分别独立调节，调节过程繁琐。

在现有技术中，专利201010197031.2、专利90105567.0和专利200720169308.3均提出了坐姿监管方案，但其方法可归纳为依靠型受压开关、拉带开关和红外反射距离传感器等三种。依靠型受压开关要求座椅使用者的背部总是顶着具有弹性回转力的座椅靠背，这会使得着座者有一种不舒服不自然的感觉，因为总感觉有个东西在磨蹭自己的背部。拉带开关要求座椅使用者把拉带背负在肩膀上，通过拉带拉动装在靠背上的开关，拉带套在肩膀上同样会有不舒服的感觉，并且青少年儿童使用者一般不会主动为自己捆绑上拉带。反射式红外距离传感器的问题在于当着座人员带了帽子时或穿了不同反射特性的衣服时（比如毛衣、皮衣、衬衣、黑衣、白衣等反射特性相差很远），这种红外距离传感器将非常不准确，从而引起误报警或漏报警。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作方便、能够通过机械和监控方式有效调整坐姿的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，包括椅脚、座板以及靠背，所述靠背上还设有一坐姿检测组件，所述坐姿检测组件包括两根支杆以及发射器、接收器，所述两根支杆呈相对状布置并连接于靠背且着座者位于两根支杆之间；所述发射器安装于其中一根支杆上，所述接收器安装于另外一根支杆上；所述靠背与一位置调节组件相连，所述靠背通过位置调节组件运动以改变与座板前边沿处之间的距离以及在高度方向离座板的距离。

作为本发明的进一步改进：

所述位置调节组件包括一根以上的斜杆，所述靠背通过斜杆连接于座板上，所述斜杆与座板之间呈斜角状布置，所述靠背滑设于斜杆上并可沿斜杆运动。

所述斜杆上沿着斜杆的布置方向设有两个以上的插孔，所述靠背通过插销连接于插孔上。

所述靠背通过滑套结构、或直线轴承结构、或卡位结构与斜杆相连。

所述支杆为可伸缩支杆；所述支杆固定连接于靠背上，或者所述支杆铰接于靠背上并可绕铰点旋转。

所述发射器和接收器为单个发射管和接收管的组合，或者为由多个发射管和多个接收管一一对应构成的发射阵列和接收阵列。

所述靠背上还设有一用来判断是否有人着座的着座感应单元，所述发射器和接收器在着座感应单元检测到有人着座时自动启动坐姿监控。

所述着座感应单元为振动传感器。

所述座板通过升降旋转组件连接于椅脚上，所述三个以上的椅脚中相邻椅脚之间设有一块脚踏板，每块脚踏板离地的高度不一样。

所述座板通过升降旋转组件连接于椅脚上，所述椅脚为一个，绕椅脚的外周方向依次设有两块以上离地的高度不同的脚踏板。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，结构简单紧凑、成本低廉、操作简便，利用靠背的相对运动可以对靠背的高度以及离座板前沿的深度进行同步调整，并进一步对着座者的坐姿进行监控，即配合坐姿检测组件可以进一步提醒着座调整到合适的坐姿，以保护着座者的视力、脊椎等等。还可以随着青少年儿童成长过程中的身高变化，对座椅进行及时调整，以保证任何年龄段青少年儿童均能保持最佳的坐姿。

2、本发明的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，通过斜杆、脚踏板以及坐姿检测组件的配合，进一步优化了坐姿的调整结构，实现了一种综合性、人性化的坐姿监控方案，相比依靠型受压开关和拉带开关而言，本发明所采用的对射式的检测方式，对使用者的使用习惯不产生任何不自然或不舒服的影响；同时，相比红外反射等距离传感器而言，对射式的检测方式与使用者所穿衣服的颜色厚薄材质均无依赖关系，检测精度和适应性更好。

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图；

图2是本发明中坐姿检测组件的原理示意图。

图例说明：

1、椅脚；2、座板；3、发射器；4、支杆；5、斜杆；6、靠背；7、着座感应单元；9、脚踏板；10、接收器；11、插孔；12、升降旋转组件；13、着座者躯干胸部；14、着座者躯干背部。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，包括椅脚1、座板2以及靠背6，靠背6与一位置调节组件相连并通过位置调节组件实现相对于座板2发生位置改变的运动；即，靠背6通过位置调节组件运动以改变与座板2前边沿处之间的距离以及在高度方向离座板2的距离。本发明的靠背6上还设有一坐姿检测组件，该坐姿检测组件包括两根支杆4以及发射器3、接收器10，两根支杆4呈相对状布置并连接于靠背6，着座者位于两根支杆4之间，发射器3安装于其中一根支杆4上，接收器10安装于另外一根支杆4上。其中支杆4根据实际需要可以朝向正前方布置，也可以朝着正前往上的方向布置；当然，支杆4的长度也可以根据需要调整。在靠背6调节到合适高度后，以保证发射器3和接收器10大体处于与着座者的肩部齐高或略低的位置。当然，在其他实施例中，支杆4也可以做成与靠背6一体化的结构，或者把靠背6的两端做成向前方延伸的弧形结构。进一步，支杆4采用可伸缩支杆；且支杆4可以固定连接于靠背6上，或者支杆4还可以铰接于靠背6上并可绕铰点旋转，便于着座者随时调整，进一步提高对射检测的检测精度和适应性。

本实施例中，发射器3和接收器10可以是单个发射管和接收管，也可是由多个发射管和多个接收管一一对应构成的发射阵列和接收阵列。发射管和接收管可以是红外、微波、超声波或激光等，但出于对人体安全考虑，优选红外管。本实施例中，发射器3和接收器10采用一对红外发射管和接收管实现，红外发射电路和接收电路为现有成熟技术，此处不再赘述。参见图2所示，通过发射器3和接收器10之间的对射信号是否被遮挡来判断着座人员着座者躯干背部14是否到位，即是否保持正确的坐姿，如果没有到位，将通过报警提示其保持正确的坐姿。着座者包括着座者躯干胸部13和着座者躯干背部14，即当着座后，着座者躯干背部14将遮挡其中1对、2对或3对发射接收管，从而判断着座者是否保持正确的坐姿，如果着座者驼背弯腰或者臀部入座较浅，则其着座者躯干背部14不能对发射接收管构成遮挡，此时将报警提示其保持正确的坐姿。着座者躯干背部14短时间离开，比如说20秒以内不报警，这样可以给着座者偶尔的活动性。

本发明中位置调节组件包括一根以上的斜杆5，靠背6通过斜杆5连接于座板2上，斜杆5与座板2之间形成一定斜角，靠背6滑设于斜杆5上并可沿斜杆5运动，用以调整靠背6离座板2之间的垂直高度以及靠背6离座板2前边缘的水平距离。本实施例中，采用左右两根斜杆5，每根斜杆5上沿着斜杆5的布置方向均设有两个以上的插孔11，靠背6可以根据实际需要，通过插销连接于所需要的插孔11上。当然，靠背6在斜杆5上的移动方式也可以是滑套结构、直线轴承结构、卡位结构等等。另外，斜杆5也可以只采用一根，只需将斜杆5固定在座板2中央的后部，与座板2呈合适的角度即可；斜杆5可以采用直线状，也可以采用阶梯状。

本实施例中，在靠背6上还设有一着座感应单元7，其采用振动传感器开关实现。当座椅出现一段持续时间的振动，即判断为有人着座。因为本座椅上部和下部是通过升降旋转组件12相连的结构，所以只要有人坐在上面，这种振动就会间歇性出现。在其他实施例中，该着座感应单元7也可以采用红外接近开关、或超声波接近开关、或微波接近开关等方式实现。由于接近开关只用于判别是否有人入座，并不精确测量距离，即不用于判断坐姿，因此，对着座者所穿衣服的颜色材质厚薄无明显依赖。而振动传感器开关或接近开关测量电路均为现有成熟技术，此处不再赘述。发射器3和接收器10只有在着座感应单元7检测到有人着座时才会自动启动坐姿监控，着座感应单元7也将计算着座的持续时间，超过一定的时间将报警提示离座休息一会儿。

本实施例中，发射器3、接收器10以及着座感应单元7与一供电单元和控制单元相连，控制单元还可以与一报警单元相连，该报警单元可以采用声光报警模块。供电单元和控制单元也安装在着座感应单元7内，发射器3和接收器10通过电缆或无线的方式与控制单元连接。

本发明中，座板2通过升降旋转组件12连接于椅脚1上，通过升降旋转组件12可以调节座板2与椅脚1之间的距离以提高座板2的离地高度，且座板2可以在椅脚1上旋转以调整座板2的朝向。本实施例中，椅脚1为三个以上，在三个以上的椅脚1中相邻椅脚1之间设有一块脚踏板9，每块脚踏板9离地的高度不一样。本实施例中，椅脚1为4个，呈90度夹角排列，最低的脚踏板9的离地高度为6厘米，另外三块脚踏板9离地高度依次为12厘米、18厘米、24厘米。通过旋转座板2的朝向，可以十分简便地选择其中一块适合着座者身高的脚踏板9；当身高达到一定高度不需要脚踏板9时，就可以把脚踏在地板上。这样就不需要借助工具对脚踏板9的高度进行复杂的调节，从而给使用者带来便利。当然，椅脚1的数量也可以是1个、2个、3个或5个或6个等，本实施例优选4个椅脚，脚踏板9离地的高差也可以是其它大小。在另外的实施例中，也可以将椅脚1设置为一个，绕椅脚1的外周方向依次设有两块以上离地的高度不同的脚踏板9。

本实施例中，升降旋转组件12采用螺杆旋转的方式实现，在其他实施例中也可以采用气压升降杆的方式实现或液压升降杆的方式实现。但气压升降杆有爆炸的危险，液压升降机构过于复杂，所以本实施例优选螺杆旋转升降的方式实现座板2离地高度的调节。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，包括椅脚（1）、座板（2）以及靠背（6），其特征在于：所述靠背（6）上还设有一坐姿检测组件，所述坐姿检测组件包括两根支杆（4）以及发射器（3）、接收器（10），所述两根支杆（4）呈相对状布置并连接于靠背（6）且着座者位于两根支杆（4）之间；所述发射器（3）安装于其中一根支杆（4）上，所述接收器（10）安装于另外一根支杆（4）上；所述靠背（6）与一位置调节组件相连，所述靠背（6）通过位置调节组件运动以改变与座板（2）前边沿处之间的距离以及在高度方向离座板（2）的距离；所述靠背（6）上还设有一用来判断是否有人着座的着座感应单元（7），所述发射器（3）和接收器（10）在着座感应单元（7）检测到有人着座时自动启动坐姿监控，通过发射器（3）和接收器（10）之间的对射信号是否被遮挡来判断着座人员着座者躯干背部（14）是否到位。

2.根据权利要求1所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述位置调节组件包括一根以上的斜杆（5），所述靠背（6）通过斜杆（5）连接于座板（2）上，所述斜杆（5）与座板（2）之间呈斜角状布置，所述靠背（6）滑设于斜杆（5）上并可沿斜杆（5）运动。

3.根据权利要求2所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述斜杆（5）上沿着斜杆（5）的布置方向设有两个以上的插孔（11），所述靠背（6）通过插销连接于插孔（11）上。

4.根据权利要求2所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述靠背（6）通过滑套结构、或直线轴承结构、或卡位结构与斜杆（5）相连。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述支杆（4）为可伸缩支杆；所述支杆（4）固定连接于靠背（6）上，或者所述支杆（4）铰接于靠背（6）上并可绕铰点旋转。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述发射器（3）和接收器（10）为单个发射管和接收管的组合，或者为由多个发射管和多个接收管一一对应构成的发射阵列和接收阵列。

7.根据权利要求1所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述着座感应单元（7）为振动传感器。

8.根据权利要求1所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述座板（2）通过升降旋转组件（12）连接于椅脚（1）上，所述椅脚（1）为三个以上，所述三个以上的椅脚（1）中相邻椅脚（1）之间设有一块脚踏板（9），每块脚踏板（9）离地的高度不一样。

9.根据权利要求1所述的坐姿机械匹配与电子监控相结合的智能座椅，其特征在于：所述座板（2）通过升降旋转组件（12）连接于椅脚（1）上，所述椅脚（1）为一个，绕椅脚（1）的外周方向依次设有两块以上离地的高度不同的脚踏板（9）。

Images