CN106920371A - 一种超声波坐姿座椅检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种超声波坐姿座椅检测系统，包括主控制器、存储器和无线传输模块，以及分别设置于座椅的头部靠件、背部靠件和腰部靠件处的超声波测距模块，所述超声波测距模块包括超声波发射器、接收器以及相应的控制电路，超声波测距模块通过其控制电路与主控制器相连，存储器与主控制器相连，主控制器通过无线传输模块与数据库服务器或移动终端连接。一种采用上述系统的超声波坐姿座椅检测系统。在发现使用者坐姿不正确时，能够通过APP、声音、显示屏或震动方式进行反馈和提醒，确保使用者能够保证正确的坐姿，保障身体健康。
Description
技术领域
本发明涉及一种超声波坐姿座椅检测系统及其检测方法。
背景技术
现代人们办公基本上长时间处于坐姿状态，但是很多人却因为久坐不动引发了身体健康方面的问题。坐姿如果不正确，除了看起来没精神外，也容易腰酸背痛，甚至影响脊椎、压迫神经，最终影响身体健康。
现有的办公椅也着重注意强调人体的舒适性，试图缓解这方面的问题，但是不管办公椅如何舒适，也无法保证人们在使用时始终保持正确的坐姿状态，更无法促使人们主动纠正坐姿，或者在久坐办公的情况下通过合适的姿势变换或健康运动来舒缓疲劳，放松身心，现有的办公椅包括学习椅或类似装备均无法很好地解决这些问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种超声波坐姿座椅检测系统，包括主控制器、存储器和无线传输模块，以及分别设置于座椅的头部靠件、背部靠件和腰部靠件处的超声波测距模块，所述超声波测距模块包括超声波发射器、接收器以及相应的控制电路，超声波测距模块通过其控制电路与主控制器相连，存储器与主控制器相连，主控制器通过无线传输模块与数据库服务器或移动终端连接。
优选地，所述设置于头部靠件处的超声波测距模块通过超声波发射器和接收器测量用户头部与头枕之间的距离，设置于背部靠件处的超声波测距模块通过超声波发射器和接收器测量用户背部与背靠之间的距离，设置于腰部靠件处的超声波测距模块通过超声波发射器和接收器测量用户腰部与腰靠之间的距离。
优选地，还包括音频模块，所述音频模块包括相互连接的自动增益控制电路、扬声器驱动线路、震荡器和扬声器，音频模块通过其扬声器驱动线路连接主控制器。
优选地，还包括显示模块和震动模块，所述显示模块为LCD显示模块，包括相互连接的显示屏、对比度可调电位器和显示驱动线路，显示模块通过其显示驱动线路连接主控制器；所述震动模块包括震动马达和马达驱动线路，震动模块通过其马达驱动线路连接主控制器。
一种采用上述系统的超声波坐姿检测方法，包括：在主控制器中设定坐姿距离范围，超声波测距模块获取用户当前的坐姿数据，超声波测距模块通过其控制电路将获取的用户当前坐姿数据传送至主控制器，主控制器接收到超声波测距模块通过其控制电路传送的用户当前坐姿数据，并与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对，若超声波测距模块检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围，则主控制器控制相应程序模块发出反馈。
优选地，所述超声波测距模块获取用户当前的坐姿数据包括：设置于座椅头部靠件的超声波测距模块、设置于座椅背部靠件的超声波测距模块和设置于座椅腰部靠件的超声波测距模块同时开启，获取用户头部、背部和腰部分别与头部靠件、背部靠件和腰部靠件之间距离的坐姿距离数据。
优选地，所述在主控制器中设定坐姿距离范围包括：预先在主控制器的存储器中设定可以接受的坐姿距离范围，通过记录用户若干次正确坐姿下的坐姿距离数据并储存在主控制器的存储器中，经运算处理后设定可以接受的坐姿距离范围。
优选地，所述与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对包括：将用户头部与头部靠件、背部与背部靠件、腰部与腰部靠件之间的实时距离数据分别与预先设定的头部与头部靠件、背部与背部靠件、腰部与腰部靠件之间的坐姿距离范围进行比对。
优选地，所述若超声波测距模块检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围包括：用户头部与头部靠件、背部与背部靠件、腰部与腰部靠件之间的距离数据中至少有一个数据超出了预先设定的坐姿距离范围。
优选地，所述主控制器控制相应程序模块发出反馈包括至少以下一种：通过无线传输模块将超出坐姿距离范围即不良坐姿的状态信息发送至APP；通过音频模块控制扬声器发出警示声音；通过显示模块控制显示屏显示警示信息；通过震动模块控制震动马达开始震动。
根据本发明的超声波坐姿检测系统及方法，通过超声波坐姿座椅检测系统中传感装置和控制处理装置的协助，构成智能化的健康椅，检测使用者的坐姿，与设定的健康坐姿标准范围进行比对，在发现使用者坐姿不正确时，能够通过APP、声音、显示屏或震动方式进行反馈和提醒，确保使用者能够保证正确的坐姿，保障身体健康。
附图说明
图1为本发明实施例的智能健康椅结构示意图
图2为本发明实施例的智能健康椅移除头腰背部的靠件和椅背支撑的外罩件之后的结构示意图
图3为本发明实施例的智能健康椅处于躺倒状态的结构示意图
图4为本发明实施例的智能健康椅超声波坐姿座椅检测系统部件和连接示意图
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种智能健康椅，包括座椅底座90、椅背支撑92、头部靠件94、背部靠件95、腰部靠件96和躺倒调节装置910。所述头部靠件94、背部靠件95和腰部靠件96各自具有独立的供使用者倚靠的倚靠曲面。
椅背支撑92设有椅背支撑主杆921，所述头部靠件94、背部靠件95和腰部靠件96从上到下依次安装在椅背支撑主杆921上。头部靠件94设置于椅背支撑主杆921的上方杆端，背部靠件95设置在椅背支撑主杆921和与椅背支撑主杆921连接的支撑辅助杆923上。腰部靠件96包括横向并列设置的左腰部靠件961和右腰部靠件962，左腰部靠件961和右腰部靠件962分别固定在腰靠调节装置963上，腰靠调节装置963固定设置于椅背支撑主杆921中部的腰靠支撑横杆922上。所述椅背支撑主杆921、腰靠支撑横杆922和支撑辅助杆923为空心结构。
躺倒调节装置910安装在座椅底座90内部，椅背支撑主杆921的底部设有能够将所述椅背支撑主杆921固定在座椅底座90上的椅背支撑固定部902。椅背支撑固定部902安装在躺倒调节装置910上，椅背支撑92通过躺倒调节装置910可转动地与座椅底座90连接，通过调节躺倒调节装置910可使椅背支撑92及安装于其上的头部靠件94、背部靠件95和腰部靠件96的支撑面与安装在座椅底座90上的座椅坐垫901支撑面之间的角度在90°至180°范围内调整。
所述的躺倒调节装置910可以采用汽车座椅中使用的调角器，当调角器扳手往下按时，压并弹簧往中间靠拢，卡位行程即可以前后移动，并带动椅背支撑固定部902转动，进而带动椅背支撑92相对座椅底座90转动。
椅背支撑主杆921上设有躺倒支撑装置93，所述躺倒支撑装置93包括躺倒支撑杆930，所述躺倒支撑杆930可转动地固定在所述椅背支撑主杆921上设置的躺倒支撑转动及止回机构931上，在座椅椅背处于躺倒状态时用于支撑椅背支撑主杆921。
所述座椅底座90的两侧分别设有扶手97。
图4所示为一种应用在上述智能健康椅的超声波坐姿座椅检测系统，包括主控制器1、存储器11和无线传输模块12，以及分别设置于座椅9的头部靠件94、背部靠件95和腰部靠件96处的超声波测距模块2，所述超声波测距模块2包括超声波发射器21、接收器22以及相应的控制电路，超声波测距模块2通过其控制电路与主控制器1相连，存储器11与主控制器1相连，主控制器1通过无线传输模块12与数据库服务器或移动终端连接。
主控制器1安装在腰靠支撑横杆922的空心结构内。分别安装在头部靠件94、背部靠件95和腰部靠件96处的超声波测距模块2通过设置在椅背支撑主杆921和支撑辅助杆923的空心结构内的连接线路与主控制器1连接。
可以理解，本实施例中的超声波测距传感模块2也可以设计为其它传感装置，例如光感装置或者其它适用的装置，根据本申请的技术方案和现有技术中关于传感装置及其控制的原理进行常规设计即可，其具体结构和连接方式以及控制、运算和处理过程及方法，本申请不再赘述。
本实施例所述设置于头部靠件94处的超声波测距模块2通过超声波发射器21和接收器22测量用户头部与头枕之间的距离，设置于背部靠件95处的超声波测距模块2通过超声波发射器21和接收器22测量用户背部与背靠之间的距离，设置于腰部靠件96处的超声波测距模块2通过超声波发射器21和接收器22测量用户腰部与腰靠之间的距离。
本实施例还包括音频模块13，所述音频模块13包括相互连接的自动增益控制电路、扬声器驱动线路、震荡器和扬声器16，音频模块13通过其扬声器驱动线路连接主控制器1。
本实施例还包括显示模块14和震动模块15，所述显示模块14为LCD显示模块，包括相互连接的显示屏17、对比度可调电位器和显示驱动线路，显示模块14通过其显示驱动线路连接主控制器1；所述震动模块15包括震动马达18和马达驱动线路，震动模块15通过其马达驱动线路连接主控制器1。
本发明还提供了一种超声波坐姿检测方法，包括：在主控制器1中设定坐姿距离范围，超声波测距模块2获取用户当前的坐姿数据，超声波测距模块2通过其控制电路将获取的用户当前坐姿数据传送至主控制器1，主控制器1接收到超声波测距模块2通过其控制电路传送的用户当前坐姿数据，并与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对，若超声波测距模块2检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围，则主控制器1控制相应程序模块发出反馈。
所述在主控制器1中设定坐姿距离范围包括：预先在主控制器1的存储器11中设定可以接受的坐姿距离范围，通过记录用户若干次正确坐姿下的坐姿距离数据并储存在主控制器1的存储器11中，经运算处理后设定可以接受的坐姿距离范围。
所述与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对包括：将用户头部与头部靠件94、背部与背部靠件95、腰部与腰部靠件96之间的实时距离数据分别与预先设定的头部与头部靠件94、背部与背部靠件95、腰部与腰部靠件96之间的坐姿距离范围进行比对。
所述若超声波测距模块2检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围包括：用户头部与头部靠件94、背部与背部靠件95、腰部与腰部靠件96之间的距离数据中至少有一个数据超出了预先设定的坐姿距离范围。
所述主控制器1控制相应程序模块发出反馈包括：通过无线传输模块12将超出坐姿距离范围即不良坐姿的状态信息发送至APP；通过音频模块13控制扬声器16发出警示声音；通过显示模块14控制显示屏17显示警示信息；通过震动模块15控制震动马达18开始震动。
作为根据本发明实施例的一种智能健康椅，在头部靠件94、背部靠件95、左腰部靠件961和右腰部靠件962分别设有独立的供使用者倚靠的人体工学倚靠曲面的基础上，针对不同的人群差异性，提供具有适应性腰靠结构的人体工学健康椅，能够根据不同的身体轮廓和背部曲线形状，自动调整腰靠状态，满足不同人群对舒适性和健康性的差异需求。同时，在提供适应性和健康性的同时，能够通过左腰部靠件961和右腰部靠件962各自独立的弹性调节装置的反作用力，针对人们的不良坐姿进行主动纠正或促使人们采取纠正措施。在人们需要休息时或智能健康椅监控到人们处于长时坐姿状态并发出休息提示时，可以通过躺倒调节装置将座椅从约90度的坐姿调整为约180度的平躺姿态，帮助人们缓解疲劳，保障身心健康。
作为根据本发明实施例的一种智能健康椅，还能通过超声波坐姿座椅检测系统中传感装置即超声波测距模块2和控制处理装置主控制器1的协助，构成智能化的健康椅，检测使用者的坐姿，与设定的健康坐姿标准范围进行比对，在发现使用者坐姿不正确时，能够通过APP、声音、显示屏或震动方式进行反馈和提醒，确保使用者能够保证正确的坐姿，保障身体健康。
上述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种超声波坐姿座椅检测系统，包括主控制器(1)、存储器(11)和无线传输模块(12)，以及分别设置于座椅(9)的头部靠件(94)、背部靠件(95)和腰部靠件(96)处的超声波测距模块(2)，所述超声波测距模块(2)包括超声波发射器(21)、接收器(22)以及相应的控制电路，超声波测距模块(2)通过其控制电路与主控制器(1)相连，存储器(11)与主控制器(1)相连，主控制器(1)通过无线传输模块(12)与数据库服务器或移动终端连接。
2.根据权利要求1所述的一种超声波坐姿座椅检测系统，其特征在于，所述设置于头部靠件(94)处的超声波测距模块(2)通过超声波发射器(21)和接收器(22)测量用户头部与头枕之间的距离，设置于背部靠件(95)处的超声波测距模块(2)通过超声波发射器(21)和接收器(22)测量用户背部与背靠之间的距离，设置于腰部靠件(96)处的超声波测距模块(2)通过超声波发射器(21)和接收器(22)测量用户腰部与腰靠之间的距离。
3.根据权利要求1所述的一种超声波坐姿座椅检测系统，其特征在于，还包括音频模块(13)，所述音频模块(13)包括相互连接的自动增益控制电路、扬声器驱动线路、震荡器和扬声器(16)，音频模块(13)通过其扬声器驱动线路连接主控制器(1)。
4.根据权利要求1所述的一种超声波坐姿座椅检测系统，其特征在于，还包括显示模块(14)和震动模块(15)，所述显示模块(14)为LCD显示模块，包括相互连接的显示屏(17)、对比度可调电位器和显示驱动线路，显示模块(14)通过其显示驱动线路连接主控制器(1)；所述震动模块(15)包括震动马达(18)和马达驱动线路，震动模块(15)通过其马达驱动线路连接主控制器(1)。
5.一种采用上述系统的超声波坐姿检测方法，包括：在主控制器(1)中设定坐姿距离范围，超声波测距模块(2)获取用户当前的坐姿数据，超声波测距模块(2)通过其控制电路将获取的用户当前坐姿数据传送至主控制器(1)，主控制器(1)接收到超声波测距模块(2)通过其控制电路传送的用户当前坐姿数据，并与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对，若超声波测距模块(2)检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围，则主控制器(1)控制相应程序模块发出反馈。
6.根据权利要求5所述的一种超声波坐姿检测方法，其特征在于，所述超声波测距模块(2)获取用户当前的坐姿数据包括：设置于座椅(9)头部靠件(94)的超声波测距模块(2)、设置于座椅(9)背部靠件(95)的超声波测距模块(2)和设置于座椅(9)腰部靠件(96)的超声波测距模块(2)同时开启，获取用户头部、背部和腰部分别与头部靠件(94)、背部靠件(95)和腰部靠件(96)之间距离的坐姿距离数据。
7.根据权利要求5所述的一种超声波坐姿检测方法，其特征在于，所述在主控制器(1)中设定坐姿距离范围包括：预先在主控制器(1)的存储器(11)中设定可以接受的坐姿距离范围，通过记录用户若干次正确坐姿下的坐姿距离数据并储存在主控制器(1)的存储器(11)中，经运算处理后设定可以接受的坐姿距离范围。
8.根据权利要求5所述的一种超声波坐姿检测方法，其特征在于，所述与预先设定的可以接受的坐姿距离范围进行比对包括：将用户头部与头部靠件(94)、背部与背部靠件(95)、腰部与腰部靠件(96)之间的实时距离数据分别与预先设定的头部与头部靠件(94)、背部与背部靠件(95)、腰部与腰部靠件(96)之间的坐姿距离范围进行比对。
9.根据权利要求5所述的一种超声波坐姿检测方法，其特征在于，所述若超声波测距模块(2)检测到的坐姿距离超出此坐姿距离范围包括：用户头部与头部靠件(94)、背部与背部靠件(95)、腰部与腰部靠件(96)之间的距离数据中至少有一个数据超出了预先设定的坐姿距离范围。
10.根据权利要求5所述的一种超声波坐姿检测方法，其特征在于，所述主控制器(1)控制相应程序模块发出反馈包括至少以下一种：通过无线传输模块(12)将超出坐姿距离范围即不良坐姿的状态信息发送至APP；通过音频模块(13)控制扬声器(16)发出警示声音；通过显示模块(14)控制显示屏(17)显示警示信息；通过震动模块(15)控制震动马达(18)开始震动。
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