CN107259851A - 一种座椅激光测距坐姿检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

一种座椅激光测距坐姿检测系统，包括控制处理装置和传感装置，控制处理装置包括主控制器、存储器和无线传输模块，存储器与主控制器连接，主控制器通过无线传输模块与移动终端连接；传感装置包括设置在座椅椅背上部的头部靠件两侧的激光测距传感器，激光测距传感器通过其连接线路与主控制器连接。激光测距传感器所采用的激光功率小于0.4mW。对人们的坐姿以及与显示屏的使用距离和方向进行监控，在使用者显示屏摆放不正确，偏置或斜置，或者显示屏摆放过近或过远，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正时，提醒使用者纠正坐姿。

Description

一种座椅激光测距坐姿检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及座椅技术领域。

背景技术

办公椅是现代人办公必备的装备，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。

因此，人们高度重视办公座椅的健康性和舒适性，现有的办公椅也着重注意强调人体的舒适性和人体工学设计，试图缓解这方面的问题，在现有技术中也出现很多具备这方面性能的办公座椅。例如美国赫曼米勒(Herman Miller)的Aeron座椅和Embody座椅。试图通过完全贴合人体脊柱的生理弯曲，让使用者自由活动，自然改善血液流动，消除不适感同时集中人的注意力。狭窄的椅背能让使用者的手臂来回移动，有助于打开胸腔，让肺部吸收更多的空气，运输更多的氧气到大脑。

现有的设计理念都是通过贴合人体形状来提供舒适性，但是人体的构造尽管基本结构一样，但是没有完全相同的，不同人群的人体形状或者背部曲线是存在相当大的区别的。不管办公椅如何舒适，如何贴合人体的生理曲线，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，更没有做到通过智能化的健康椅对人们的坐姿和身体状态进行监控、纠正和分析。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种座椅激光测距坐姿检测系统，包括控制处理装置和传感装置，控制处理装置包括主控制器、存储器和无线传输模块，存储器与主控制器连接，主控制器通过无线传输模块与移动终端连接；传感装置包括设置在座椅椅背上部的头部靠件两侧的激光测距传感器，激光测距传感器通过其连接线路与主控制器连接。存储器用于存储预先设置的控制程序和/或预存数据和/或主控制器运算中的缓存数据。激光测距传感器用于检测其与使用者显示屏两侧的距离，以判断使用者的显示屏摆放是否正确，是否会有碍使用者健康，并通过控制处理装置作出提醒。

激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。激光测距传感器也在工业领域得到越来越广泛的应用，通过激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。目前激光测距传感器的最小量程可达0.02m，最高精度也达到了1.5mm，已经能够应用在较短距离上的检测。

优选地，所述分别设置在头部靠件两侧的激光测距传感器之间的距离大于三百毫米。中国标准化与信息分类研究所和总后军需装备研究所《中国成年人头面部尺寸的研究》成果表明，人体头面部头最大宽为男154mm、女149mm，为了防止使用者头部影响测距，也为了进一步降低激光可能对人体产生的影响，并给人体头部设置活动空间，将间距设置为大于三百毫米，即大于头最大宽的两倍。

所述激光测距传感器所采用的激光功率小于0.4mW。IEC标准将激光设备分为五个等级,分别称为Class1,Class2,Class3A,Class3B,Class4。Class1:低输出激光(功率小于0.4mW)，基本不会对眼睛产生危害,可以保证保证设计上的安全，不必特别管理。

优选地，座椅使用者前方的显示屏两侧设有反光板，所述激光测距传感器对准反光板。激光测距传感器进行激光测距时可以直接采用显示屏漫反射的光线，也可以通过在显示屏两侧设置反光板，使反射的光线更明确，更重要的是，通过设置反光板可以加大显示屏所在平面的尺寸，激光测距传感器的激光路线可以更远离使用者头部，增大使用者头部的活动空间，保障其安全。

优选地，还包括音频模块、扬声器、显示模块、显示屏、震动模块和震动马达，音频模块通过音频控制线路与主控制器连接，并通过扬声器驱动线路与扬声器连接；显示模块通过显示控制线路与主控制器连接，并通过显示屏驱动线路与显示屏连接；震动模块通过震动控制线路与主控制器连接，并通过马达驱动线路与震动马达连接。

优选地，所述座椅还设有底座、躺倒调节装置和躺倒支撑装置，躺倒调节装置设置在底座上，椅背设置在躺倒调节装置上，通过调节躺倒调节装置可带动椅背相对底座转动；躺倒支撑装置可转动地设置在椅背的背面，在通过躺倒调节装置调节带动椅背转动至躺倒状态时，可转动躺倒支撑装置支架在地面，通过躺倒支撑装置对椅背提供辅助支撑。

优选地，椅背上设有椅背横杆，控制处理装置设置在椅背横杆的空心结构内，并通过供电/数据信号连接线与传感装置连接。

上述系统的坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器进行检测，并将检测信号发送至主控制器，主控制器对接收到的信号进行分析运算，若接收到的不同激光测距传感器测得的距离值相差范围超过预先设定阈值，则主控制器控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

上述系统的坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器进行检测，并将检测信号发送至主控制器，主控制器对接收到的信号进行分析运算，若接收到的激光测距传感器测得的距离值超出预先设定的距离范围，则主控制器控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

在正确的坐姿下，使用者应当与显示屏保持合理的使用距离和方向，方能预防眼疲劳，并有助于保持正确坐姿。

若接收到的不同激光测距传感器测得的距离值相差范围超过预先设定阈值，说明使用者的显示屏摆放不正确，偏置或斜置，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正，需要进行纠正。

若接收到的激光测距传感器测得的距离值超出预先设定的距离范围，说明使用者的显示屏摆放过近或过远，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正，需要进行纠正。

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提醒使用者纠正坐姿的信息发送至移动终端上设置的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。

根据本发明的座椅激光测距坐姿检测系统及其方法，通过传感装置和控制处理装置的协助，构成智能化的健康椅，对人们的坐姿以及与显示屏的使用距离和方向进行监控，在使用者显示屏摆放不正确，偏置或斜置，或者显示屏摆放过近或过远，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正时，提醒使用者纠正坐姿。

附图说明

图1为本发明实施例的座椅立体示意图。

图2为图1的座椅去除头部靠件、背部靠件、腰部靠件并拆掉椅背支撑架的外盖之后的示意图。

图3为本发明实施例的座椅底座部分示意图。

图4为图3去除坐垫框架之后的示意图。

图5为本发明实施例的座椅躺倒调节装置俯视剖切示意图。

图6为图5的A-A向视图。

图7为本发明实施例的座椅头枕电动调节装置示意图。

图8为图7的B-B剖面示意图。

图9为本发明实施例的座椅躺倒支撑装置总体布置示意图。

图10为图9的D-D向剖切示意图。

图11为图10的躺倒支撑装置合拢后的示意图。

图12为本发明实施例的座椅躺倒后的示意图。

图13为本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统示意图。

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和图2，本发明实施例提供了一种智能健康座椅，包括底座1、躺倒调节装置2、椅背3、躺倒支撑装置4、扶手5、控制处理装置6和传感装置7，躺倒调节装置2设置在底座1上，椅背3设置在躺倒调节装置2上，通过调节躺倒调节装置2可带动椅背3相对底座1转动。椅背3上设有头部靠件31、背部靠件32和腰部靠件33，底座1的两侧设置扶手5。躺倒支撑装置4可转动地设置在椅背3的背面，在通过躺倒调节装置2调节带动椅背3转动至躺倒状态时，可转动躺倒支撑装置4支架在地面，通过躺倒支撑装置4对椅背3提供辅助支撑。控制处理装置6安装在椅背3内部的空心结构内，并通过供电/数据信号连接线与安装在各个功能部位的传感装置7连接。

如图3和图4所示，底座1包括底座支撑架11、坐垫支撑架12、坐垫框架13和调节支撑构件14，坐垫支撑架12可调节地固定在底座支撑架11上，坐垫框架13固定在坐垫支撑架12上，调节支撑构件14固定在坐垫支撑架12内侧并位于坐垫框架13的下方。躺倒调节装置2固定在调节支撑构件14的底侧。

底座1的两侧分别设有扶手5，扶手5的底部设有扶手固定片51，扶手固定片51安装在坐垫支撑架12和坐垫框架13之间，扶手固定片51通过螺栓连接或铆接固定在坐垫框架13的底面。

如图5和图6所示，躺倒调节装置2包括躺倒调节架20、躺倒电机26、第一躺倒轴201、第二躺倒轴202、第三躺倒轴203、躺倒调整片22、行程卡位长槽23、回复扭簧24和椅背固定块25。躺倒调节装置2通过躺倒调节架20固定在调节支撑构件14的底侧。

躺倒调节架20上设有第一躺倒轴201，躺倒调整片22上设有行程卡位长槽23，第一躺倒轴201穿过若干个躺倒调整片22的行程卡位长槽23将躺倒调整片22相对固定在第一躺倒轴201上，每个躺倒调整片22之间设有隔圈相互隔离，由于行程卡位长槽23的长度较长，因此躺倒调整片22可相对第一躺倒轴201转动并移动。躺倒调整片22的一端可转动地与椅背固定块25连接，躺倒调整片22的另一端与用于带动躺倒调整片22移动的躺倒联动轴27固定连接。

第二躺倒轴202设置在躺倒调节架20上，椅背固定块25偏离躺倒调整片22的另一端安装在第二躺倒轴202上，并通过第二躺倒轴202可转动地与躺倒调节架20连接。

躺倒电机26通过躺倒电机固定座28固定在躺倒调节架20的内壁。躺倒电机26通过躺倒电机输出轴260与躺倒联动轴27连接以驱动躺倒联动轴27移动。

躺倒电机26为直线电机，其可直线移动的躺倒电机输出轴260端部设有躺倒联动环261，躺倒联动轴27的部分轴端可相对转动地设置在躺倒联动环261内。躺倒电机输出轴260的直线运动通过躺倒联动环261和躺倒联动轴27传递到躺倒调整片22，以驱动躺倒调整片22移动，相应带动椅背固定块25转动。设置躺倒联动环261和躺倒联动轴27的目的是可以保证躺倒调整片22不需要严格限制在躺倒电机输出轴260的轴向上，否则就要加大躺倒调节架20的尺寸以保障椅背固定块25的旋转半径，通过设置躺倒联动环261和躺倒联动轴27，增加了躺倒调整片22的自由度，并减少了整体结构的尺寸。当然，也可以采用其它种类的电机和其它连接方式，只要能够实现与躺倒联动轴27连接以驱动躺倒联动轴27移动的目的即可。

进一步地，躺倒电机26为直线步进电机。步进电机可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。便于通过电机控制系统来控制电机的进给量，实现精确控制椅背固定块25转动角度的目的。

第二躺倒轴202上设有回复扭簧24，回复扭簧24的两端分别与躺倒调节架20上设置的第三躺倒轴203和椅背固定块25的内壁抵接。在没有受到其它外力的作用时，回复扭簧24将促使椅背固定块25旋转，回复到与躺倒调节架20之间的初始位置。

所述的躺倒调节装置2，不需调节时，由于从反向由从动件来驱动电机通常是比较困难的，再加上电机具有自锁性能，此时各个躺倒调整片22在第一躺倒轴201上的位置保持相对固定，无法绕第一躺倒轴201转动，行程卡位长槽23也无法相对第一躺倒轴201移动。相应地，与躺倒调整片22的另一端可转动地连接的椅背固定块25也无法转动，椅背固定块25保持与躺倒调节架20的相对固定位置。

启动躺倒电机26后，躺倒电机输出轴260前进或后退，相应带动躺倒调整片22相对第一躺倒轴201移动/转动，躺倒调整片22的转动和移动可以带动椅背固定块25相对躺倒调节架20转动。

通过移动/转动躺倒调整片22及椅背固定块25，使椅背固定块25与躺倒调节架20之间达到需要的角度，亦即是椅背3和底座1之间达到需要的躺倒角度之后，停止躺倒电机26，椅背固定块25保持与躺倒调节架20的相对固定位置。相应地，椅背3和底座1之间保持需要的躺倒角度。

回复扭簧24的主要起到两方面的作用，一是对椅背固定块25始终施加促使椅背3和底座1之间保持相对接近垂直的坐姿位置的作用力，在躺倒电机26或其它构件失效时，可以起到保障作用，防止椅背3突然躺倒造成对使用者的伤害。另一方面，在躺倒电机26启动将椅背3从躺倒状态拉回坐姿状态时，可以提供附加力矩，以弥补电机启动力矩的不足，相应地可以减小选用电机的规格。在椅背3从躺倒状态拉回坐姿状态的过程中也能起到附加力矩的作用，促使其更快完成回复。而在躺倒电机26启动将椅背3从坐姿状态驱动为躺倒状态时，此时由于椅背3自身的重量和使用者的重量，会增加很大的向下的附加力矩，有可能会造成下落速度过快，引起危险，此时回复扭簧24将起到缓冲作用，抵消部分附加力矩，保证下落速度在电机的可控范围之内，防止损坏电机或其它构件，也避免对使用者造成伤害。

躺倒电机26的控制板设置在椅背横杆301内，躺倒电机26的启停和正反转按钮设置在扶手5上，躺倒电机26与其控制板及启停和正反转按钮之间通过控制和供电线路连接，躺倒电机26本身及其控制与连接采用现有技术中的电机技术根据本申请的技术方案进行布置即可，本申请不再赘述。

在人们需要休息时或座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2将座椅从约九十度的坐姿调整为约一百八十度的平躺姿态，帮助人们缓解疲劳，保障身心健康。

如图1所示，椅背3包括椅背支撑架30、头部靠件31、背部靠件32和腰部靠件33，头部靠件31、背部靠件32和腰部靠件33从上到下依次安装在椅背支撑架30上，腰部靠件33包括横向并列设置的左腰部靠件331和右腰部靠件332以及对应的左腰靠调节装置333和右腰靠调节装置334，左腰部靠件331和右腰部靠件332分别固定在左腰靠调节装置333和右腰靠调节装置334上，左腰靠调节装置333和右腰靠调节装置334设置在椅背3上。头部靠件31、背部靠件32、左腰部靠件331和右腰部靠件332各自具有独立的供使用者倚靠的倚靠曲面，四周设有平滑圆角结构。

椅背支撑架30的底部固定连接在椅背固定块25上，椅背支撑架30可随椅背固定块25转动，相应地，设置在椅背支撑架30上的头部靠件31、背部靠件32、左腰部靠件331和右腰部靠件332也随之转动。

通过调节躺倒调节装置2可使椅背3及安装于其上的头部靠件31、背部靠件32和腰部靠件33的支撑面与安装在底座1上的坐垫框架13支撑面之间的角度在0°至180°范围内调整。

如图1和图2所示，椅背支撑架30在背靠部位设有椅背横杆301，椅背支撑架30及其椅背横杆301为空心结构，椅背横杆301内设置控制处理装置6，控制处理装置6与安装在各个功能部位的传感装置7的连接线路设置在椅背支撑架30内或无线连接。

头部靠件31的倚靠曲面在水平方向上的中心部位具有低于两端的头靠内凹部310，头靠内凹部310内用于安装设置在头枕部位的传感装置7。

在头部靠件31、背部靠件32、左腰部靠件331和右腰部靠件332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，提供具有适应性腰靠结构即左腰靠调节装置333和右腰靠调节装置334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。

如图7和图8所示，头部靠件31设有头枕固定架311，椅背支撑架30顶部设有头枕支撑槽302，头枕固定架311可移动地固定在头枕支撑槽302内。

头枕固定架311设有头枕架凹槽3110，头枕架凹槽3110的两边内侧壁上设有头枕架齿条3111，椅背支撑架30内固定安装头枕电机303，头枕电机303的头枕电机轴304上固定安装头枕调节齿轮305，头枕调节齿轮305与头枕架凹槽3110两边侧壁上设置的头枕架齿条3111啮合。通过头枕电机303的转动驱动头枕调节齿轮305旋转，并带动头枕架齿条3111移动，从而驱动头枕固定架311沿头枕支撑槽302移动，头部靠件31得以相对椅背支撑架30升降。

进一步地，头枕支撑槽302内固定设置头枕移动支撑块306，头枕移动支撑块306内设有头枕移动导轨槽307。头枕架凹槽3110的两边侧壁的上部为光滑的头枕架导向壁3112，头枕架凹槽3110的两边内侧壁的下部设有头枕架齿条3111，头枕架导向壁3112嵌入头枕移动导轨槽307内，头枕固定架311可相对头枕移动导轨槽307移动。

还包括头枕电机安装板308，头枕电机303安装在头枕电机安装板308上，头枕电机安装板308安装在头枕移动支撑块306上，头枕电机轴304穿过头枕电机安装板308和其安装部位的头枕移动支撑块306并伸入头枕架凹槽3110内，头枕调节齿轮305安装在头枕架齿条3111对应高度的头枕电机轴304轴端。通过这种结构能够方便可靠地安装头枕电机303，并给头枕固定架311相对头枕支撑槽302的移动提供稳定的支撑和导向。

头枕架凹槽3110接近头枕安装部位的上部槽底设有上止动块3113，上止动块3113位于椅背支撑架30顶部的外侧。上止动块3113的作用是防止头枕被过分压低，在上止动块3113碰触到椅背支撑架30顶部时，即无法下压，并迫使头枕电机303停止带动头枕架齿条3111移动。

头枕架凹槽3110的末端槽底设有下止动块3114，下止动块3114位于头枕移动支撑块306的下侧。下止动块3114的作用是防止头枕被过分升高以致脱出椅背支撑架30内设置的头枕支撑槽302，在下止动块3114碰触到头枕移动支撑块306时，即无法升高，并迫使头枕电机303停止带动头枕架齿条3111移动。

头枕电机303可以使用具有过载停机功能的电机，或具有过载空转功能的电机，这两种电机现有技术中均有许多品种，本申请不再赘述。

头枕电机303的控制板设置在椅背横杆301内，头枕电机303的启停和正反转按钮设置在扶手5上，头枕电机303与其控制板及启停和正反转按钮之间通过控制和供电线路连接，头枕电机303本身及其控制与连接采用现有技术中的电机技术根据本申请的技术方案进行布置即可，本申请不再赘述。

作为根据本发明实施例的一种智能健康座椅，通过设置头枕固定架311和头枕支撑槽302以及相关部件，使头枕可以在竖直方向自由移动，并通过上止动块3113和下止动块3114保证在移动到合适的位置后可以保持所需的高度。

作为根据本发明实施例的一种智能健康座椅，通过上述结构，将电机布置在椅背支撑架30内并驱动头靠部件31的头枕固定架311上下移动以达到调节头枕升降的目的，结构简洁，椅背支撑架30盖上盖板后，外观平滑无突出物，除头枕固定架311的部分杆体外，其余运动部件均安装在椅背支撑架30内，安全可靠又实现美观效果。

图9至图11示出了本发明实施例的躺倒支撑装置4。椅背3的椅背支撑架30的杆体背后设有椅背支撑槽34，椅背支撑槽34的上端设有躺倒支撑主轴41，躺倒支撑主轴41设置在对应于腰背高度的椅背支撑槽34内，躺倒支撑主轴41上设有可相对转动的躺倒支撑主旋套筒42，躺倒支撑主旋套筒42对应的椅背支撑架30侧壁上设有躺倒支撑主旋电机47，躺倒支撑主旋电机47的躺倒支撑主旋电机轴470与躺倒支撑主旋套筒42连接并驱动躺倒支撑主旋套筒42旋转；躺倒支撑主旋套筒42的筒体上对称设置两个躺倒支撑折叠旋轴43，两个躺倒支撑折叠旋轴43上分别可旋转地设有躺倒支撑折叠旋转构件44，两个躺倒支撑折叠旋转构件44的端部分别连接左躺倒支撑401和右躺倒支撑402；两个躺倒支撑折叠旋轴43上还分别可旋转地设有躺倒支撑翻转齿轮48，躺倒支撑翻转齿轮48与躺倒支撑折叠旋转构件44固定连接并可带动躺倒支撑折叠旋转构件44旋转，两个躺倒支撑翻转齿轮48之间相互啮合；躺倒支撑主旋套筒42上还设有躺倒支撑翻转电机49，躺倒支撑翻转电机49的输出轴设有躺倒支撑翻转主动轮490，躺倒支撑翻转主动轮490与两个躺倒支撑翻转齿轮48中的一个啮合。

躺倒支撑主旋电机47的躺倒支撑主旋电机轴470上设有躺倒支撑主旋法兰471，躺倒支撑主旋法兰471与躺倒支撑主旋套筒42端部固定连接并驱动躺倒支撑主旋套筒42旋转。

躺倒支撑翻转电机49通过躺倒支撑翻转电机固定件491固定在躺倒支撑主旋套筒42上。

左躺倒支撑401和右躺倒支撑402的外侧表面在垂直于躺倒支撑主轴41轴线的方向上的距离小于或等于两个躺倒支撑折叠旋轴43中心距的一半。保证左躺倒支撑401和右躺倒支撑402在旋转折叠时不会发生干涉。

躺倒支撑主旋套筒42上设有躺倒支撑折叠旋轴固定部430，躺倒支撑折叠旋轴固定部430设置在躺倒支撑主旋套筒42接近椅背支撑槽34槽口面的一侧，躺倒支撑折叠旋轴43安装在躺倒支撑折叠旋轴固定部430上。通过设置躺倒支撑折叠旋轴固定部430，可以将躺倒支撑折叠旋轴43安装位置偏离躺倒支撑主旋套筒42的本体一些，留下充足的布置空间，避免左躺倒支撑401和右躺倒支撑402在转动时与椅背支撑架30产生干涉。

躺倒支撑翻转电机49启动时，通过躺倒支撑翻转主动轮490驱动一个躺倒支撑翻转齿轮48旋转，由于两个躺倒支撑翻转齿轮48之间相互啮合，另一个躺倒支撑翻转齿轮48会同步反向旋转。躺倒支撑翻转齿轮48通过躺倒支撑折叠旋转构件44带动左躺倒支撑401和右躺倒支撑402翻转，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402可随躺倒支撑折叠旋转构件44展开为一个完整的躺倒支撑供在椅背后面悬挂衣服使用，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402也可随躺倒支撑折叠旋转构件44的旋转折叠，折叠后左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢。左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢后启动躺倒支撑主旋电机47，通过躺倒支撑主旋法兰471带动躺倒支撑主旋套筒42旋转，就可以绕躺倒支撑主轴41向下旋转将合拢后的左躺倒支撑401和右躺倒支撑402嵌入椅背支撑槽34内。

躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49可以使用具有过载停机功能的电机，或具有过载空转功能的电机，这两种电机现有技术中均有许多品种，本申请不再赘述。

躺倒支撑翻转齿轮48通过躺倒支撑折叠旋转构件44带动左躺倒支撑401和右躺倒支撑402翻转时，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402若触碰到椅背支撑架30，躺倒支撑翻转电机49将会由于过载停机或空转，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢时，躺倒支撑翻转电机49也会在左躺倒支撑401和右躺倒支撑402相互触碰到时由于过载停机或空转。躺倒支撑主旋电机47通过躺倒支撑主旋法兰471带动躺倒支撑主旋套筒42向下旋转将合拢后的左躺倒支撑401和右躺倒支撑402嵌入椅背支撑槽34内时，合拢后的左躺倒支撑401和右躺倒支撑402触碰到椅背支撑槽34底面时，躺倒支撑主旋电机47将会由于过载停机或空转。

躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的控制板设置在椅背横杆301内，躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的启停和正反转按钮设置在扶手5上，躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49与其控制板及启停和正反转按钮之间通过控制和供电线路连接，躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49本身及其控制与连接采用现有技术中的电机技术根据本申请的技术方案进行布置即可，本申请不再赘述。

左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢，并绕躺倒支撑主轴41向下旋转以嵌入椅背支撑槽34内时，由于躺倒支撑翻转电机49及相关部件均直接或间接设置在躺倒支撑主旋套筒42上，且不超出躺倒支撑主旋套筒42的宽度范围，也就是不超出椅背支撑槽34的宽度范围，可以方便可靠地嵌入到椅背支撑槽34内。

通过躺倒支撑翻转主动轮490与两个躺倒支撑翻转齿轮48的配合，可以轻松保持展开或折叠状态，并且在展开或折叠过程中不会产生干涉。由于两个躺倒支撑翻转齿轮48之间有啮合关系，其中一个躺倒支撑翻转齿轮48与躺倒支撑翻转主动轮490之间又有啮合关系，再加上躺倒支撑翻转电机49本身的结构阻力和电机减速结构的阻力，在躺倒支撑翻转电机49不运转时，整体结构的阻力很大，可以有效避免左躺倒支撑401和右躺倒支撑402偏离预定位置，不会轻易移动或晃动或相对展开折叠，保证了机构的稳定、可靠和安全。当然，也可以在此基础上再增加止动机构以进一步提升可靠性。

左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢后，可以绕躺倒支撑主轴41向下旋转，以嵌入到椅背支撑槽34内。左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢后，也可以不绕躺倒支撑主轴41旋转，而是与椅背支撑架30保持垂直状态，或者绕躺倒支撑主轴41向上旋转，以与椅背支撑架30保持具有一定角度的斜向支撑状态，以实现在座椅躺倒时作为对椅背3的支撑构件。能够确保座椅椅背可以得到有效的支撑，在大角度躺倒尤其是直接躺平的情况下，保证座椅及椅背的稳定、可靠和安全。同时也可在需要时展开作为衣杆使用，避免了将衣服挂在椅背上的尴尬和麻烦，在不需要挂衣服时又可折叠收起，美观整洁，使用方便，可靠耐用。

为了实现躺倒调节装置2和躺倒支撑装置4的联动，躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的启停按钮可以联动设置，主要作用是实现在调节躺倒调节装置2调整椅背躺倒时，能够同步启动躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49，使左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢变成躺倒支撑杆，并整体旋转一定的角度，使其能够对椅背3形成一个稳定的支撑。

躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的启停按钮联动设置，可以是设置一个按钮，并同时接入躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的启停电路，在按下按钮时，即可同时启动躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49使其运转，在关闭按钮时，即可同时关停躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49。也可以通过电机的控制板预先设置自动关停时间。躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的运转速度，驱使椅背3躺倒以及左躺倒支撑401和右躺倒支撑402合拢及旋转需要角度的时间，可以通过预先的计算匹配各自的速度，并选用所需速度的电机或选用可在电机控制板中设置速度和运转时间的电机。

躺倒电机26、躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的启停按钮联动设置，也可以是通过电机控制板设置的联动，在按下躺倒电机26的启动按钮后，由电路控制板驱动躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49使其运转，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402整体旋转的角度可以在躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的控制板中预先设置旋转速度、旋转角度或者说对应的旋转工作时间，旋转一定的时间达到预先设定的合适角度即可停止。

在通过控制处理装置6和传感装置7控制座椅的躺倒时，若控制处理装置6接收和分析运算传感装置7检测到的信号，判断需要进入躺倒状态以促使或帮助使用者休息，控制处理装置6通过主控制器61向电机控制板发出信号，由电路控制板驱动躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49使其运转，左躺倒支撑401和右躺倒支撑402整体旋转的角度可以在躺倒支撑主旋电机47和躺倒支撑翻转电机49的控制板中预先设置旋转速度、旋转角度或者说对应的旋转工作时间，旋转一定的时间达到预先设定的合适角度即可停止。

多电机同步联动控制系统或联动电路，在现有技术中已有很多披露，根据本申请的技术方案进行配套选用或配套设计即可，本申请不再赘述。

图12为本发明实施例的座椅躺倒后的示意图。躺倒支撑装置4可转动地设置在椅背3的背面，在通过躺倒调节装置2调整椅背躺倒时，使躺倒支撑杆转动并支撑在椅背下面，提供椅背躺倒时的支撑，能够提供在躺倒时位于水平状态，躺倒角为一百八十度的极限状态下的躺倒支持，确保座椅在办公使用的同时，还能提供可靠、有效的休息功能，避免长期坐姿状态对人们身心健康的不良影响。

图13为本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统示意图。座椅激光测距坐姿检测系统，包括控制处理装置6和传感装置7，控制处理装置6包括主控制器61、存储器62和无线传输模块63，存储器62与主控制器61连接，主控制器61通过无线传输模块63与移动终端64连接；传感装置7包括设置在座椅椅背3上部的头部靠件31两侧的激光测距传感器71，激光测距传感器71通过其连接线路与主控制器61连接。存储器62用于存储预先设置的控制程序和/或预存数据和/或主控制器61运算中的缓存数据。激光测距传感器71用于检测其与使用者显示屏两侧的距离，以判断使用者的显示屏摆放是否正确，是否会有碍使用者健康，并通过控制处理装置6作出提醒。

激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪。国内外出现了一批新型的具有测距快、体积小、性能可靠等优点的微型测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。激光测距传感器也在工业领域得到越来越广泛的应用，通过激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。目前激光测距传感器的最小量程可达0.02m，最高精度也达到了1.5mm，已经能够应用在较短距离上的检测。

所述分别设置在头部靠件31两侧的激光测距传感器71之间的距离大于三百毫米。中国标准化与信息分类研究所和总后军需装备研究所《中国成年人头面部尺寸的研究》成果表明，人体头面部头最大宽为男154mm、女149mm，为了防止使用者头部影响测距，也为了进一步降低激光可能对人体产生的影响，并给人体头部设置活动空间，将间距设置为大于三百毫米，即大于头最大宽的两倍。

所述激光测距传感器71所采用的激光功率小于0.4mW。IEC标准将激光设备分为五个等级,分别称为Class1,Class2,Class3A,Class3B,Class4。ClassⅠ:低输出激光(功率小于0.4mW)，基本不会对眼睛产生危害,可以保证保证设计上的安全，不必特别管理。

座椅使用者前方的显示屏两侧设有反光板，所述激光测距传感器71对准反光板。激光测距传感器71进行激光测距时可以直接采用显示屏漫反射的光线，也可以通过在显示屏两侧设置反光板，使反射的光线更明确，更重要的是，通过设置反光板可以加大显示屏所在平面的尺寸，激光测距传感器71的激光路线可以更远离使用者头部，增大使用者头部的活动空间，保障其安全。

本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统，还包括音频模块81、扬声器82、显示模块83、显示屏84、震动模块85和震动马达86，音频模块81通过音频控制线路与主控制器61连接，并通过扬声器驱动线路与扬声器82连接；显示模块83通过显示控制线路与主控制器61连接，并通过显示屏驱动线路与显示屏84连接；震动模块85通过震动控制线路与主控制器61连接，并通过马达驱动线路与震动马达86连接。

所述座椅还设有底座1、躺倒调节装置2和躺倒支撑装置4，躺倒调节装置2设置在底座1上，椅背3设置在躺倒调节装置2上，通过调节躺倒调节装置2可带动椅背3相对底座1转动；躺倒支撑装置4可转动地设置在椅背3的背面，在通过躺倒调节装置2调节带动椅背3转动至躺倒状态时，可转动躺倒支撑装置4支架在地面，通过躺倒支撑装置4对椅背3提供辅助支撑。

椅背3上设有椅背横杆301，控制处理装置6设置在椅背横杆301的空心结构内，并通过供电/数据信号连接线与传感装置7连接。

本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统的坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器71进行检测，并将检测信号发送至主控制器61，主控制器61对接收到的信号进行分析运算，若接收到的不同激光测距传感器71测得的距离值相差范围超过预先设定阈值，则主控制器61控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

进一步地，本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统，坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器71进行检测，并将检测信号发送至主控制器61，主控制器61对接收到的信号进行分析运算，若接收到的激光测距传感器71测得的距离值超出预先设定的距离范围，则主控制器61控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

在正确的坐姿下，使用者应当与显示屏保持合理的使用距离和方向，方能预防眼疲劳，并有助于保持正确坐姿。

若接收到的不同激光测距传感器71测得的距离值相差范围超过预先设定阈值，说明使用者的显示屏摆放不正确，偏置或斜置，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正，需要进行纠正。

若接收到的激光测距传感器71测得的距离值超出预先设定的距离范围，说明使用者的显示屏摆放过近或过远，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正，需要进行纠正。

所述主控制器61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63将提醒使用者纠正坐姿的信息发送至移动终端64上设置的APP；通过音频模块81控制扬声器82发出警示声音；通过显示模块83控制显示屏84显示警示信息；通过震动模块85控制震动马达86开始震动。

所述的传感装置7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。

根据本发明实施例的座椅激光测距坐姿检测系统及其方法，通过传感装置和控制处理装置的协助，构成智能化的健康椅，对人们的坐姿以及与显示屏的使用距离和方向进行监控，在使用者显示屏摆放不正确，偏置或斜置，或者显示屏摆放过近或过远，容易导致眼疲劳，并且因视线偏移容易导致坐姿不端正时，提醒使用者纠正坐姿。

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)

1.一种座椅激光测距坐姿检测系统，包括控制处理装置(6)和传感装置(7)，控制处理装置(6)包括主控制器(61)、存储器(62)和无线传输模块(63)，存储器(62)与主控制器(61)连接，主控制器(61)通过无线传输模块(63)与移动终端(64)连接；传感装置(7)包括设置在座椅椅背(3)上部的头部靠件(31)两侧的激光测距传感器(71)，激光测距传感器(71)通过其连接线路与主控制器(61)连接。

2.根据权利要求1所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，所述分别设置在头部靠件(31)两侧的激光测距传感器(71)之间的距离大于三百毫米。

3.根据权利要求1或2所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，所述激光测距传感器(71)所采用的激光功率小于0.4mW。

4.根据权利要求1或2所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，座椅使用者前方的显示屏两侧设有反光板，所述激光测距传感器(71)对准反光板。

5.根据权利要求1所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，还包括音频模块(81)、扬声器(82)、显示模块(83)、显示屏(84)、震动模块(85)和震动马达(86)，音频模块(81)通过音频控制线路与主控制器(61)连接，并通过扬声器驱动线路与扬声器(82)连接；显示模块(83)通过显示控制线路与主控制器(61)连接，并通过显示屏驱动线路与显示屏(84)连接；震动模块(85)通过震动控制线路与主控制器(61)连接，并通过马达驱动线路与震动马达(86)连接。

6.根据权利要求5所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，所述座椅还设有底座(1)、躺倒调节装置(2)和躺倒支撑装置(4)，躺倒调节装置(2)设置在底座(1)上，椅背(3)设置在躺倒调节装置(2)上，通过调节躺倒调节装置(2)可带动椅背(3)相对底座(1)转动；躺倒支撑装置(4)可转动地设置在椅背(3)的背面，在通过躺倒调节装置(2)调节带动椅背(3)转动至躺倒状态时，可转动躺倒支撑装置(4)支架在地面，通过躺倒支撑装置(4)对椅背(3)提供辅助支撑。

7.根据权利要求6所述的一种座椅激光测距坐姿检测系统，其特征在于，椅背(3)上设有椅背横杆(301)，控制处理装置(6)设置在椅背横杆(301)的空心结构内，并通过供电/数据信号连接线与传感装置(7)连接。

8.一种采用上述座椅激光测距坐姿检测系统的坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器(71)进行检测，并将检测信号发送至主控制器(61)，主控制器(61)对接收到的信号进行分析运算，若接收到的不同激光测距传感器(71)测得的距离值相差范围超过预先设定阈值，则主控制器(61)控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

9.一种采用上述座椅激光测距坐姿检测系统的坐姿检测方法，包括：在使用者落座时，激光测距传感器(71)进行检测，并将检测信号发送至主控制器(61)，主控制器(61)对接收到的信号进行分析运算，若接收到的激光测距传感器(71)测得的距离值超出预先设定的距离范围，则主控制器(61)控制相应程序模块发出反馈，提醒使用者纠正坐姿。

10.根据权利要求8或9所述的一种坐姿检测方法，其特征在于，所述主控制器(61)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(63)将提醒使用者纠正坐姿的信息发送至移动终端(64)上设置的APP；通过音频模块(81)控制扬声器(82)发出警示声音；通过显示模块(83)控制显示屏(84)显示警示信息；通过震动模块(85)控制震动马达(86)开始震动。