CN106781326A - 一种纠正座椅及其检测方法 - Google Patents

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闻祥鑫
王建华
丛晓奕
彭明阳
李振义
任福鑫
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    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种纠正座椅及其检测方法，纠正座椅包括座椅本体、压力传感器和控制器；所述座椅本体的每个椅腿底部对应设置有压力传感器，座椅本体的座板下方设置有控制器；所述控制器包括处理器、无线模块、扬声器震动器和电源模块；所述处理器分别与无线模块、扬声器震动器、压力传感器相连接；本发明纠正座椅通过控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，通过不同的报警信号，能够及时地让儿童了解到的坐姿状态问题，有效地干预坐姿，促使儿童养成一个良好的坐姿习惯；同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。

Description

一种纠正座椅及其检测方法
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，，特别是一种纠正座椅及其检测方法。
背景技术
随着科技的发展，当今社会对教育问题越来越注重，儿童、青少年学业上的负担也越来越重，伏案学习的时间也越来越长。长期的坐姿不正和久坐，会导致含胸、驼背、高低肩等健康问题。此外，对于患有多动症儿童，更有必要提醒其坐姿端正。
发明内容
本发明的目的在于提供一种纠正座椅及其检测方法，提醒学生是否久坐、坐姿不对以及多动症等问题，便于学生养成一种好习惯，避免坐姿不正而导致身体不适。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种纠正座椅，其特征在于，包括座椅本体、压力传感器和控制器；所述座椅本体的每个椅腿底部对应设置有压力传感器，座椅本体的座板下方设置有控制器；所述控制器包括处理器、无线模块、扬声器震动器和电源模块；所述处理器分别与无线模块、扬声器震动器、压力传感器相连接，电源模块分别与处理器、无线模块、扬声器震动器相连接。
一种纠正座椅的检测方法，其特征在于，所述检测方法的步骤如下：
(1)纠正座椅通过压力传感器采集数据检测判断当前状态是否有人坐下，如果有人坐，则打开计时器并提醒保持正确坐姿，进行数据采集；
(2)通过椅腿底部的压力传感器(11,12,13,14)进行数据采集，每个传感器采集到的压力值分别对应{a1，a2，a3，a4}；
(3)让儿童以正确的坐姿静坐10秒，使椅子的压力值稳定不变后，利用下面的计算公式求出{σ1，σ2，σ3，σ4}的值作为动作参考值：
(4)实时检测四个压力传感器采集到的数据，并检测压力波动幅度是否超过下述公式：
式中k为波动幅度参数，由坐姿不正确时通过试验测得；
(5)如果任何一路信号超过预设的动作阈值，则认为儿童坐姿不正确，并记录当前的四组压力值和对应的时间；
(6)连续记录10组坐姿不正确的数据，计算出动作频率，如果动作频率大于预设的数字使则判定儿童多动症；
(7)计算儿童就坐开始时间到离开座位时间的差值，如果差值大于预设阈值，则判定久坐。
(8)当控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，提醒保持正确坐姿，同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。
(9)若坐姿矫正完成，报警解除，否则持续报警；报警解除后，压力传感器继续工作，重复以上过程。
本发明与现有技术相比，其显著优点：本发明纠正座椅通过控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，通过不同的报警信号，能够及时地让儿童了解到的坐姿状态问题，有效地干预坐姿，促使儿童养成一个良好的坐姿习惯；同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明纠正座椅的结构示意图。
图2为本发明纠正座椅中控制器的结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
一种纠正座椅，包括座椅本体1、压力传感器11,12,13,14和控制器2；所述座椅本体1的每个椅腿底部对应设置有压力传感器11,12,13,14，座椅本体1的座板下方设置有控制器2；所述控制器2包括处理器21、无线模块22、扬声器震动器23和电源模块24；所述处理器21分别与无线模块22、扬声器震动器23)、压力传感器11,12,13,14相连接，电源模块24分别与处理器21、无线模块22、扬声器震动器23相连接。
一种纠正座椅的检测方法，所述检测方法的步骤如下：
(1)纠正座椅通过压力传感器采集数据检测判断当前状态是否有人坐下，如果有人坐，则打开计时器并提醒保持正确坐姿，进行数据采集；
(2)通过椅腿底部的压力传感器(11,12,13,14)进行数据采集，每个传感器采集到的压力值分别对应{a1，a2，a3，a4}；
(3)让儿童以正确的坐姿静坐10秒，使椅子的压力值稳定不变后，利用下面的计算公式求出{σ1，σ2，σ3，σ4}的值作为动作参考值：
此次试验者体重75kg，采集到的数据统计到下表中，并计算
实验次数 a1(kg) a2(kg) a3(kg) a4(kg) σ1(kg) σ2(kg) σ3(kg) σ4(kg)
1 20.4 20 16.6 16.9 0.4 0.3 3.8 3.1
2 20.4 19.1 16.6 15.3 1.3 1.3 3.8 3.8
3 20.8 20.6 16.6 16.4 0.2 0.2 4.2 4.2
4 20.4 19.2 16.6 16.4 1.2 0.2 3.8 2.8
5 20.4 20 17.7 16.4 0.4 1.3 2.7 3.6
6 19.6 20.3 17.3 16.4 0.7 0.9 2.3 3.9
7 19.6 21.6 13 15 2 2 6.6 6.6
8 20.4 21.6 13.9 14.3 1.2 0.4 6.5 7.3
9 20.8 20 16.6 15.9 0.8 0.7 4.2 4.1
10 20.7 21.6 15.8 13.9 0.9 1.9 4.9 7.7
平均值 20.35 20.4 16.07 15.69 0.91 0.92 4.28 4.71
通过上表可令{σ1，σ2，σ3，σ4}为{0.91，0.92，4.28，4.71}。
(4)实时检测四个压力传感器采集到的数据，并检测压力波动幅度是否超过下述公式：
式中k为波动幅度参数，由坐姿不正确时通过试验测得；
姿态 a1(kg) a2(kg) a3(kg) a4(kg) (a1a2)K (a2a4)K (a1a3)K (a2a4)K
身体左偏 30.7 10 20.8 5.8 21.74725 15.48352 9.879121 3.615385
身体右偏 12.9 25.8 9.3 17.9 13.17582 8.450549 2.956044 7.681319
身体前倾 29.6 25 11.4 7.7 4.054945 3.065934 19 18.01099
身体前倾 19.3 21.2 16.7 15.4 1.087912 0.428571 1.857143 5.373626
取上述K的平均值8.5。
(5)如果任何一路信号超过预设的动作阈值，则认为儿童坐姿不正确，并记录当前的四组压力值和对应的时间；
(6)连续记录10组坐姿不正确的数据，计算出动作频率，如果动作频率大于预设的数字使则判定儿童多动症；
(7)计算儿童就坐开始时间到离开座位时间的差值，如果差值大于预设阈值，则判定久坐。
(8)当控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，提醒保持正确坐姿，同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。
(9)若坐姿矫正完成，报警解除，否则持续报警；报警解除后，压力传感器继续工作，重复以上过程。
综上所述，本发明纠正座椅通过控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，通过不同的报警信号，能够及时地让儿童了解到的坐姿状态问题，有效地干预坐姿，促使儿童养成一个良好的坐姿习惯；同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。

Claims (2)

1.一种纠正座椅，其特征在于，包括座椅本体(1)、压力传感器(11,12,13,14)和控制器(2)；所述座椅本体(1)的每个椅腿底部对应设置有压力传感器(11,12,13,14)，座椅本体(1)的座板下方设置有控制器(2)；所述控制器(2)包括处理器(21)、无线模块(22)、扬声器震动器(23)和电源模块(24)；所述处理器(21)分别与无线模块(22)、扬声器震动器(23)、压力传感器(11,12,13,14)相连接，电源模块(24)分别与处理器(21)、无线模块(22)、扬声器震动器(23)相连接。
2.一种根据权利要求1所述的纠正座椅的检测方法，其特征在于，所述检测方法的步骤如下：
(1)纠正座椅通过压力传感器采集数据检测判断当前状态是否有人坐下，如果有人坐，则打开计时器并提醒保持正确坐姿，进行数据采集；
(2)通过椅腿底部的压力传感器(11,12,13,14)进行数据采集，每个传感器采集到的压力值分别对应{a1，a2，a3，a4}；
(3)让儿童以正确的坐姿静坐10秒，使椅子的压力值稳定不变后，利用下面的计算公式求出{σ1，σ2，σ3，σ4}的值作为动作参考值：
| a 1 - a 2 | = σ 1 | a 3 - a 4 | = σ 2 | a 1 - a 3 | = σ 3 | a 2 - a 4 | = σ 4
(4)实时检测四个压力传感器采集到的数据，并检测压力波动幅度是否超过下述公式：
| a 1 - a 2 | < ( 1 + K ) &sigma; 1 | a 3 - a 4 | < ( 1 + K ) &sigma; 2 | a 1 - a 3 | < ( 1 + K ) &sigma; 3 | a 2 - a 4 | < ( 1 + K ) &sigma; 4
式中k为波动幅度参数，由坐姿不正确时通过试验测得；
(5)如果任何一路信号超过预设的动作阈值，则认为儿童坐姿不正确，并记录当前的四组压力值和对应的时间；
(6)连续记录10组坐姿不正确的数据，计算出动作频率，如果动作频率大于预设的数字使则判定儿童多动症；
(7)计算儿童就坐开始时间到离开座位时间的差值，如果差值大于预设阈值，则判定久坐。
(8)当控制器判断当前状态属于久坐、坐姿不正或多动中一种或多种时，扬声器以及振动器开始工作并发出不同的报警信号，提醒保持正确坐姿，同时发送久坐或坐姿不正或多动的相关报警信号到手机软件上，供家长老师查看相关数据。
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