CN107550128A - 一种智能座椅及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种智能座椅及其控制方法，涉及智能设备技术领域，能够解决现有技术中的座椅由于座椅靠背与座椅座位面之间夹角过小且不可变，当使用者在座椅上处于睡着状态时，身体容易发生肌肉紧张、呼吸不畅以及心脏供血不足的问题。包括座椅本体、生命体征检测器以及控制器。座椅本体包括靠背、座位面，以及驱动靠背相对座位面做开合运动的靠背驱动件。生命体征检测器用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据。控制器分别与靠背驱动件以及生命体征检测器电连接，根据生命体征检测器的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背的开合运动。

Description

一种智能座椅及其控制方法
技术领域
本发明涉及智能设备技术领域，尤其涉及一种智能座椅及其控制方法。
背景技术
现代社会生活节奏快，工作压力大，在经过一天紧张的工作后，很多年轻人回到家中都会选择在座椅或沙发上观看电视作为放松休息，在大脑放松的状态下，很容易坐着睡着，很多老年人由于年龄大、精力不足，也容易在坐着看电视或听广播的休闲活动中打盹或睡着。成年人在坐姿状态下睡着，很容易由于长时间保持扭曲的姿势而引起肌肉劳损，同时，坐姿睡着的状态也不利于心脏的供血和全身的血液循环，头部低垂增加呼吸阻力，坐着睡着一段时间后醒来，会更加重身体的疲劳感，导致全身酸痛，甚至对于有些自身存在心脑血管疾病的老年人来说，还可能在睡梦中发生致命的意外。
现有的座椅通常只能通过增大座椅靠背与座椅座位面之间的夹角，或者提高座椅表面和靠背的弹性，使得使用者坐在座椅中时尽可能身体舒展，提高舒适度，但是在使用者处于睡着状态时，由于上半身仍然处于坐起的姿势，睡着时的自然放松又会使得上半身蜷缩，头部由于重力下垂压迫气管，导致心脏的供血和全身的呼吸循环受到较大的阻力，而上半身肌肉的被迫紧张或者扭曲受力，仅通过座椅表面材料的弹性也难以缓解。
由于现有的座椅部分提升了使用者在清醒状态时的坐姿舒适度，更容易发生使用者在座椅中坐着睡着的情况，而当发生使用者在座椅中坐着睡着的情况时，不良的睡眠姿势仍然会使用者的身体造成不利的影响。
发明内容
本发明实施例提供一种智能座椅及其控制方法，能够解决现有技术中的座椅由于座椅靠背与座椅座位面之间夹角过小且不可变，当使用者在座椅上处于睡着状态时，身体容易发生肌肉紧张、呼吸不畅以及心脏供血不足的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例的一方面，提供一种智能座椅，包括座椅本体、生命体征检测器以及控制器。座椅本体包括靠背、座位面，以及驱动靠背相对座位面做开合运动的靠背驱动件。生命体征检测器用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据。控制器分别与靠背驱动件以及生命体征检测器电连接，根据生命体征检测器的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背的开合运动。
优选的，靠背与座位面通过侧边铰接，靠背驱动件驱动靠背沿其铰接的侧边与座位面之间开合运动。
优选的，控制器根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态的情况下，控制靠背改变为打开状态。
进一步的，本发明实施例的智能座椅，还包括压力传感器，压力传感器设置在座位面上且与控制器电连接，控制器用于在压力传感器检测到的座位面上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制靠背处于合起状态。
优选的，生命体征检测器为超声检测器和处理模块，超声检测器设置在座椅本体的前侧，并朝向座椅本体的方向发送并接收超声信号，处理模块根据超声检测器接收的超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度；控制器根据用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
进一步的，座椅本体还包括与座位面通过侧边相互铰接的腿支撑板以及设置在座位面与腿支撑板之间的腿支撑驱动件，腿支撑驱动件与控制器电连接，用于在控制器的控制下驱动腿支撑板沿其铰接的侧边为中心与座位面之间开合运动。
优选的，靠背上还设置有支撑件，支撑件用于固定靠背与座位面之间的相对位置。
进一步的，本发明实施例的智能座椅，还包括至少一个振动传感器，振动传感器设置在座位面上且与控制器电连接，控制器用于在振动传感器检测到的预设时间段内的座位面上的振动状态值小于预设阈值的情况下，驱动生命体征检测器对用户的生命体征进行检测。
优选的，超声检测器上还设置有对位摄像头，对位摄像头与控制器电连接，在座椅本体上还设置有对位标记，对位摄像头用于捕捉对位标记的位置图像，以使控制器根据对位标记的位置图像调整超声检测器的发送超声信号的朝向方向。
进一步的，座椅本体上还设置有控制按键，控制按键与控制器电连接，用于在控制按键触发后，控制靠背驱动件驱动靠背的开合运动。
本发明实施例的另一方面，提供一种智能座椅的控制方法，智能座椅包括：靠背、座位面、以及驱动靠背相对座位面做开合运动的靠背驱动件。控制方法包括：获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据；根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态；根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背做开合运动。
进一步的，控制方法还包括：在检测到座位面上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制靠背处于合起状态。
优选的，获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态包括：以预设时间段为周期，循环朝向用户发送并接收超声信号，以获取超声信号的信息；根据超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度；将用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度与用户在清醒状态的参考值做对比，以确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
进一步的，控制方法还包括：以预设时间段为周期，获取座位面上的振动状态值；当预设时间段内振动状态值小于预设阈值，执行获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
进一步的，座椅本体上还设置有控制按键，控制方法还包括：获取控制按键的触发信号；根据控制按键的触发信号，控制靠背驱动件驱动靠背做开合运动。
本发明实施例提供一种智能座椅及其控制方法，包括座椅本体、睡眠检测器以及控制器。座椅本体包括靠背、座位面，以及驱动靠背相对座位面做开合运动的靠背驱动件。生命体征检测器用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据。控制器分别与靠背驱动件以及生命体征检测器电连接，根据生命体征检测器的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背的开合运动。通过生命体征检测器对用户的生命体征进行检测，并在控制器中判断用户处于睡眠状态或者处于清醒状态，当确定用户已经处于睡眠状态，控制器控制靠背驱动件驱动靠背相对座位面做开合运动，使用户能够在睡眠状态中随着靠背的开合运动，由坐姿变换为躺姿，以缓解坐姿睡眠时容易发生的肌肉紧张、呼吸不畅以及心脏供血不足的问题，提高睡眠时的智能座椅的使用舒适度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种智能座椅的结构示意图的合起状态；
图2为本发明实施例提供的一种智能座椅的结构示意图的打开状态；
图3为本发明实施例提供的一种智能座椅还包括压力传感器的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种智能座椅中生命体征检测器为超声检测其和处理模块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种智能座椅还包括腿支撑板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种智能座椅的靠背上还设置有支撑件的合起状态的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种智能座椅的靠背上还设置有支撑件的打开状态的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种智能座椅的超声检测器上还设置有对位摄像头的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种智能座椅上还包括控制按键的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种智能座椅的控制方法的流程图之一；
图11为本发明实施例提供的一种智能座椅的控制方法的流程图之二；
图12为本发明实施例提供的一种智能座椅的控制方法的流程图之三；
图13为本发明实施例提供的一种智能座椅的控制方法的流程图之四；
图14为本发明实施例提供的一种智能座椅的控制方法的流程图之五。
附图标记：
10-座椅本体；11-靠背；110-支撑件；12-座位面；13-靠背驱动件；14-腿支撑板；15-腿支撑驱动件；16-脚支撑板；17-脚支撑驱动件；18-控制按键；20-生命体征检测器；21-超声检测器；22-处理模块；23-对位摄像头；24-对位标记；30-控制器；40-压力传感器；50-振动传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种智能座椅，如图1所示，包括座椅本体10、生命体征检测器20以及控制器30。座椅本体10包括靠背11、座位面12，以及驱动靠背11相对座位面12做开合运动的靠背驱动件13。生命体征检测器20用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据。控制器30分别与靠背驱动件13以及生命体征检测器20电连接，根据生命体征检测器20的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据用户的状态控制靠背驱动件13驱动靠背的开合运动。
需要说明的是，第一，如图1所示，本发明实施例中的包括靠背11、座位面12和靠背驱动件13的座椅本体10，其组成部件相互之间的设置关系即为现有座椅的常规设置关系，示例的，靠背11即是用于用户的上半身抵靠的部分，座位面13即是用户坐姿使用时与用户臀部接触且用于承担用户坐姿状态下的重力的部分。其中，由于本发明实施例的智能座椅，能够在控制器30的控制下驱动靠背11处于打开的状态，即使用户躺在打开状态的智能座椅上，因此，本发明实施例的靠背11需要包括能够对用户的头部进行支撑的部分。
第二，靠背驱动件13用于驱动靠背11相对座位面12做开合运动，本发明实施例中不限定靠背11与座位面12之间的连接方式，只要能够保证在靠背驱动件13的驱动下，靠背11能够相对于座位面做开合运动即可。其中，靠背驱动件13的具体结构也不做限定。相对优选的，设置电极作为靠背驱动件13对靠背11与座位面12之间的开合运动进行驱动，能够降低本发明实施例的智能座椅在开合运动时的运动稳定性以及减轻运动过程中的阶段性卡顿的问题。
第三，本发明实施例中对于开合运动的角度不做具体限定，靠背11与座位面12之间至少包括有合起状态和打开状态两种，当靠背11与座位面12之间处于合起状态时，即为用户坐姿状态，可以近似认为合起状态时靠背11与座位面12之间的夹角为90°，但是不限于此，例如，为了使得用户在坐姿状态时上半身能够倚靠靠背11休息，也可以将合起状态时的靠背11与座位面12之间的夹角设置为100°或其他角度。同样的，当靠背11与座位面12之间处于打开状态时，即为用户的躺姿状态，可以近似认为打开状态时靠背11与座位面12之间的夹角为180°，但是也不限于此，又例如，也可以使用户处于躺姿状态时，靠背与座位面12之间的夹角为170°或者根据其他具体要求设置为其他角度，均可。
第四，生命体征检测器20检测用户的生命体征数据，生命体征包括脉搏、呼吸、体温、血压等体现人的生命状态的指征数据，本发明实施例的智能座椅需要对使用该智能座椅的用户是处于清醒状态还是睡眠状态进行检测，所以，本发明实施例所述的生命体征数据，为在人的清醒状态和睡眠状态能够体现不同的数据范围的生命体征数据，例如脉搏、呼吸。
第五，控制器30根据生命体征检测器20检测到的生命体征数据判定用户的状态，处于睡眠状态或处于清醒状态，根据用户当前的状态，通过与靠背驱动件13之间的电连接(连接线在图1中未示出，以下同)，控制靠背驱动件13驱动靠背11开合运动，对应调节本发明实施例的智能座椅的开合状态。例如，当确定用户处于睡眠状态时，控制靠背驱动件13，使得靠背11与座位面12之间处于打开状态，使用户变换为躺姿舒适休息。又例如，当检测到用户由睡眠状态变换为清醒状态，还可以控制靠背驱动件13，时靠背11与座位面12之间处于合起状态，使用户转变为坐姿姿态。
第六，本发明实施例中控制器30对用户当前状态进行确定，由于用户在处于睡眠状态和处于清醒状态时，其生命体征数据存在差异，例如人在清醒状态的呼吸频率相对于睡眠状态的呼吸频率高，因此，可以在控制器30中预先设置有对应睡眠状态或清醒状态的生命体征数据的阈值范围，以便控制器30通过将当前检测数据与预设数据的阈值范围进行比对，对用户的当前状态进行判定。其中，预先设置的对应睡眠状态或清醒状态的生命体征数据的阈值范围可以为本领域技术人员经过大样本实验后得到的经验值，可以为根据相应的计算公式计算得到，或者还可以为本领域技术人员通过其他方式得到均可，本发明实施例对此不做具体限定。
本发明实施例提供一种智能座椅及其控制方法，包括座椅本体、睡眠检测器以及控制器。座椅本体包括靠背、座位面，以及驱动靠背相对座位面做开合运动的靠背驱动件。生命体征检测器用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据。控制器分别与靠背驱动件以及生命体征检测器电连接，根据生命体征检测器的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背的开合运动。通过生命体征检测器对用户的生命体征进行检测，并在控制器中判断用户处于睡眠状态或者处于清醒状态，当确定用户已经处于睡眠状态，控制器控制靠背驱动件驱动靠背相对座位面做开合运动，使用户能够在睡眠状态中随着靠背的开合运动，由坐姿变换为躺姿，以缓解坐姿睡眠时容易发生的肌肉紧张、呼吸不畅以及心脏供血不足的问题，提高睡眠时的智能座椅的使用舒适度。
优选的，如图1所示，靠背11与座位面12通过侧边铰接，靠背驱动件13驱动靠背11沿其铰接的侧边与座位面12之间做开合运动。
将靠背11与座位面12之间通过侧边铰接连接，在靠背11与座位面12之间沿其交接侧边做开合运动时，能够使得靠背11的运动轨迹稳定，运动过程流畅，在通过靠背驱动件13驱动靠背11沿铰接边运动的过程中，能够尽可能使得用户在由坐姿变换为躺姿时上半身随着靠背11匀速运动，降低在此过程中可能发生的震动和卡顿，提高本发明实施例的智能座椅的使用舒适度。
优选的，控制器30根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态的情况下，控制靠背11改变为打开状态。
通常情况下，本发明实施例的智能座椅在初始时，如图1所示，靠背11与座位面12之间处于合起状态，用户在清醒状态下只用智能座椅以坐姿休息，根据生命体征检测器20对用户生命体征数据的检测，并在控制器30中进行判断，在确定用户已进入睡眠状态的情况下，控制器30控制靠背驱动件13驱动靠背11改变为打开状态，如图2所示，就能够使得用户在睡眠状态下由坐姿转换为躺姿，在不打扰用户睡眠的情况下，使用户能够充分放松身体。
进一步的，如图3所示，本发明实施例的智能座椅，还包括压力传感器40，压力传感器40设置在座位面12上且与控制器30电连接，控制器30用于在压力传感器40检测到的座位面12上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制靠背11处于合起状态。
需要说明的是，压力传感器40用于检测座位面12上的压力，本发明实施例中不限定压力传感器40的设置位置和设置数量，只要能够获取座位面12上的压力值即可。为了保证座位面12的使用舒适度，避免发生座位面12的表面高低不平的情况，通常情况下，不会将压力传感器40设置于座位面12上直接与用户相接触的表面，例如，为了提高本发明实施例的智能座椅的表面柔软性，在座椅本体的表面还可以包括有海绵、包布等，压力传感器40可以设置在海绵、包布之下。
如图3所示，本发明实施例的智能座椅中，压力传感器40检测座位面12上所受到的压力值，控制器30根据压力传感器40检测到的压力值与预设阈值相比对，判断本发明实施例的智能座椅上是否有人。例如，将预设阈值范围设置为0～2kg，则当座位面12上的压力传感器40感受到的压力值小于2kg时，控制器30通过比对，判定智能座椅上处于无人使用状态，则控制靠背11处于合起状态。其中，控制靠背11处于合起状态包括有两种情况，其一，当前状态下智能座椅为打开状态，即是在经过生命体征检测器20对用户生命体征数据检测并在控制器30中进行判断，在确定用户已进入睡眠状态的情况下，控制器30控制靠背驱动件13驱动靠背11改变为打开状态之后，则控制器30根据智能座椅无人使用的判定结果，控制靠背驱动件13驱动靠背11合起；其二，当前状态下智能座椅即为合起状态，则控制器30在判定智能座椅无人使用时，获取到座椅本体10的状态为合起状态，则不发送驱动指令，保持合起状态即可。这样一来，当本发明实施例的智能座椅处于无人使用状态时，智能座椅恢复初始的合起状态，一方面便于用户下一次能够直接使用，另一方面也能够节省空间。
优选的，如图4所示，生命体征检测器20为超声检测器21和处理模块22，超声检测器21设置在座椅本体10的前侧，并朝向座椅本体10的方向发送并接收超声信号，处理模块22根据超声检测器21接收的超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度；控制器30根据用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
人在呼吸时，由于吸入和呼出气体，肺部会随之扩张和收缩，从外观上即可看到人的胸部会随着呼吸产生起伏的变化，朝向人体的胸腹部位置处发送超声信号，根据多普勒效应，对接收的超声信号进行运算处理即可得到用户的呼吸频率。由于超声信号发送和接收端额时间差，以及超声信号强度的衰减程度，可以获知信号发送的距离，即可计算得到用户的胸部起伏程度。
如图4所示，生命体征检测器20为超声检测器21和处理模块22，通过超声检测器21朝向用户发送并接收信号，并将接收到的信号在处理模块22中进行处理，以得到用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度。当生命体征检测器20为超声检测器21和处理模块22时，超声检测器21需要如图4所示的，设置在座椅本体10的前侧，并如图4中箭头所示，朝向座椅本体10的方向发送超声信号。具体的，超声检测器21发送超声信号，发出的超声信号沿发送方向到达用户后返回并被接收，在处理器中对接收到的超声信号进行处理计算。由于人在睡眠状态下呼吸频率会减缓，且胸部起伏程度也会相应降低，因此，通过超声检测器21持续向用户发送并接收的超声信号，较为优选的是向用户的胸部位置发送并接收超声信号，即可根据处理模块22的计算处理，得知用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度，进而通过控制器30确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
使用超声检测器21和处理模块22作为生命体征检测器20，避免使用接触式的生命体征检测器20需要用户每次使用时的繁琐的佩戴过程，不会对用户在本发明实施例的智能座椅上进行工作学习、休闲娱乐造成影响，且超声检测的准确性高。
还需要说明的是，超声检测器21和处理模块22可以为如图4中所示的，通过导线与控制器相连接，也可以通过无线的方式与控制器之间实现信号连接，此外，当本发明实施例的智能座椅在居家使用，且不频繁挪动放置位置时，可以将超声检测器21和处理模块22固定设置于座椅本体10前侧的固定位置，本发明实施例对此不作限定，只要保证超声检测器21朝向座椅本体10的方向发送超声信号，且处理模块22与控制器30之间能够实现信号传输即可。
进一步的，如图5所示，座椅本体10还包括与座位面12通过侧边相互铰接的腿支撑板14以及设置在座位面12与腿支撑板14之间的腿支撑驱动件15，腿支撑驱动件15与控制器30电连接，用于在控制器30的控制下驱动腿支撑板15沿其铰接的侧边为中心与座位面12之间开合运动。
这样一来，如图5所示，座椅本体10还包括与座位面12通过侧边相互铰接的腿支撑板14，用于在本发明实施例的智能座椅处于合起状态时，对使用该智能座椅并处于坐姿的用户的腿部进行限位，且还包括能够驱动腿支撑板14沿其铰接的侧边做开合运动的腿支撑驱动件15，用于在本发明实施例的智能座椅处于伐开状态时，对使用该智能座椅并处于躺姿的用户的腿部进行支撑。其中，腿支撑驱动件15对于腿支撑板14的固定以及控制腿支撑板14相对于座位面12的开合运动方式与靠背驱动件13控制靠背11相对于座位面12的开合运动方式相同，此处不再赘述。
同样的，如图5所示，为了进一步提高用户体验舒适度，座椅本体10还包括与腿支撑板14通过侧边相互铰接的脚支撑板16以及设置在腿支撑板14与脚支撑板16之间的脚支撑驱动件17，脚支撑驱动件17与控制器30电连接，用于在控制器30的控制下驱动脚支撑板16沿其铰接的侧边与腿支撑板14之间开合运动。
其中，如图5所示，脚支撑驱动件17对于脚支撑板16的固定以及控制脚支撑板16相对于腿支撑板14的开合运动方式与靠背驱动件13控制靠背11相对于座位面12的开合运动方式相同，此处不再赘述。
优选的，如图6所示，靠背11上还设置有支撑件110，支撑件110用于固定靠背11与座位面12之间的相对位置。
如图6所示，本发明实施例的智能座椅处于合起状态时，支撑件110收起于靠背11的背面，避免占用过多的室内空间，当本发明实施例的智能座椅转变为打开状态时，如图7所示，支撑件110能够打开并与地面(或其他支撑平面)之间抵接，以对靠背11进行支撑，保证用户在躺姿状态下靠背11对用户上半身的重量的稳定支撑，避免晃动。示例的，支撑件110可以为通过铰接的方式与靠背11的背面连接(图6和图7中未示出铰接的连接关系)，而且，支撑件110可以通过手动打开和收起，也可以连接设置相应的驱动件(图6和图7中未示出用于驱动支撑件110的驱动件)且将驱动件与控制器30电连接，通过控制器30来驱动支撑件110的打开和收起。
需要说明的是，在本发明实施例的智能座椅包括与座位面12通过侧边相互铰接的腿支撑板14以及设置在座位面12与腿支撑板14之间的腿支撑驱动件15，还包括与腿支撑板14通过侧边相互铰接的脚支撑板16以及设置在腿支撑板14与脚支撑板16之间的脚支撑驱动件17时，为了提高腿支撑板14和/或脚支撑板16的固定稳定性，也可以与靠背11相类似的，在腿支撑板14和/或脚支撑板16的背侧设置支撑件110(图6中未示出)，用于在本发明实施例的智能座椅处于打开状态时，分别对腿支撑板14和/或脚支撑板16进行支撑和固定。
在本发明实施例的智能座椅还包括与座位面12通过侧边相互铰接的腿支撑板14以及设置在座位面12与腿支撑板14之间的腿支撑驱动件15时，在控制按键18被触发后，控制器30控制靠背驱动件13驱动靠背11做相应的开合运动时，也控制腿支撑驱动件15驱动腿支撑板14做相应的开合运动。
进一步的，如图3所示，本发明实施例的智能座椅，还包括至少一个振动传感器50，振动传感器50设置在座位面12上且与控制器30电连接，控制器30用于在振动传感器50检测到的预设时间段内的座位面12上的振动状态值小于预设阈值的情况下，驱动生命体征检测器20对用户的生命体征进行检测。
如图3所示，振动传感器50用于检测座位面12上的振动，当用户在清醒状态下使用本发明实施例的智能座椅时，由于人的身体活动，就会将轻微的振动传递至座位面12，并由振动传感器50所感知，而当人处于睡眠状态时，由于降低了身体活动的频率，振动传感器50难以捕捉到用户传递至座位面12上的振动。与压力传感器40相类似的，本发明实施例中不限定振动传感器50在座位面12上的设置位置和设置数量，只要能够获取座位面12上的振动值即可。为了保证座位面12的使用舒适度，避免发生座位面12的表面高低不平的情况，通常情况下，不会将压力传感器40设置于座位面12上直接与用户相接触的表面。
优选的，振动传感器50可以为加速度计或陀螺仪，二者均能够实现对振动的检测，安装使用方便，测量精度高。
此外，由于用户在清醒状态下坐在智能座椅上时，通常情况下并不会持续的进行身体活动以发出振动值，因此，振动传感器50在对用户的振动值的获取中，具体为在预设时间段内持续获取，将在预设时间段内获取到振动值的次数以及每一次振动的幅度大小与预设阈值进行比对，当预设时间段内获取到振动值的次数低于预设阈值的最小值，和/或，获取到的振动的幅度均小于预设阈值的振动幅度，即考虑用户可能进入了睡眠状态，在这种情况下，控制器30再驱动生命体征检测器20对用户的生命体征进行检测。这样一来，可以不必使生命体征检测器20实时处于检测和数据记录、输出的状态，一方面降低生命体征检测器20的使用能耗，另一方面也能够减少控制器30的运算处理量。
优选的，如图8所示，超声检测器21上还设置有对位摄像头23，对位摄像头23与控制器30电连接，在座椅本体10上还设置有对位标记24，对位摄像头23用于捕捉对位标记24的位置图像，以使控制器30根据对位标记24的位置图像调整超声检测器21的发送超声信号的朝向方向。
例如，通过对位摄像头23摄取包括有对位标记24的图像，并与预设标准位置的图像进行比对，根据比对结果对对位摄像头23以及与对位摄像头23固定连接的超声检测器21和处理模块22的朝向方向进行调整，使得超声传感器21能够朝向座椅本体的中心区域发送和接收超声信号。超声传感器21能够朝向座椅本体的中心区域发送和接收超声信号，能够提高对坐在本发明实施例的座椅本体10上的用户的呼吸频率和/或胸口起伏程度的计算更加准确。
需要说明的是，本发明实施例中对于对位标记24的形状、设置数量不做具体显示，只要满足对位标记24固定设置在座椅本体10的某个位置，且对位摄像头23能够摄取到包含有对位标记24的图像即可。
进一步的，如图9所示，座椅本体10上还设置有控制按键18，控制按键18与控制器30电连接，用于在控制按键18触发后，控制靠背驱动件13驱动靠背11的开合运动。
如图9所示，示例的，在本发明实施例的智能座椅上，设置用于执行“打开”和“合起”操作的控制按键18，用户可根据需要自行按动控制按键18以对控制按键18进行触发操作，控制按键18被触发后，控制器30控制靠背驱动件13驱动靠背11做相应的开合运动。
需要说明的是，第一，控制按键18在本发明实施例的智能座椅上的设置位置以及设置数量不做具体限定，设置位置可以如图9所示的，设置在座位面12的侧面，也可以设置在靠背11上，还可以通过连接线或者无线连接的方式单独设置为手动操作手柄均可。设置数量可以如图9所示的，设置“打开”和“合起”两个控制按键18，分别在触发相应的控制按键18时执行对应的操作。也可以仅设置一个控制按键18，用于在触发该控制按键18时，通过控制器30对本发明实施例的智能座椅现有的状态进行改变，例如由打开状态改变为合起状态，或者如果当前为合起状态，在触发控制按键18时，将合起状态改变为打开状态。
第二，在本发明实施例的智能座椅还包括与座位面12通过侧边相互铰接的腿支撑板14以及设置在座位面12与腿支撑板14之间的腿支撑驱动件15时，在控制按键18被触发后，控制器30控制靠背驱动件13驱动靠背11做相应的开合运动时，也控制腿支撑驱动件15驱动腿支撑板14做相应的开合运动。其中，控制器30对靠背驱动件13和腿支撑驱动件15的控制顺序不做限定，可以控制二者同时做开合运动，也可以先后运动。同样的，在本发明实施例的智能座椅还包括与腿支撑板14通过侧边相互铰接的脚支撑板16以及设置在腿支撑板14与脚支撑板16之间的脚支撑驱动件17时，在控制按键18被触发后，控制器30还用于控制脚支撑驱动件17驱动脚支撑板16做相应的开合运动。
本发明实施例的另一方面，提供一种智能座椅的控制方法，如图1所示，智能座椅包括：靠背11、座位面12、以及驱动靠背11相对座位面12做开合运动的靠背驱动件13。如图10所示，控制方法包括：
S101、获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据。
S102、根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
S103、根据用户的状态控制靠背驱动件驱动靠背做开合运动。
如图10所示，首先对于智能座椅上的用户的生命体征进行检测，得到用户的生命体征数据，通过对生命体征数据的分析处理，能够反映出用户当前是处于睡眠状态还是清醒状态。例如，人在处于睡眠状态和处于清醒状态时呼吸频率有明显的差异，人在清醒状态的呼吸频率相对于睡眠状态的呼吸频率高，根据用户的呼吸频率，即可确定用户处于睡眠状态还是清醒状态。可以预先设置对应睡眠状态或清醒状态的生命体征数据的阈值范围，在获取到用户的生命体征数据后与阈值范围进行比对，以确定用户的当前状态。预先设置对应睡眠状态或清醒状态的生命体征数据的阈值范围可以为本领域技术人员经过大样本实验后得到的经验值，可以为根据相应的计算公式计算得到，或者还可以为本领域技术人员通过其他方式得到。根据生命体征数据通过上述方式确定用户处于睡眠状态或清醒状态，根据用户的状态控制靠背驱动件13驱动靠背11做开合运动，以将智能座椅的开合状态调节至与用户的当前状态相配合。
此外，由于生命体征数据存在一定程度的个体差异，为了进一步提高检测的准确性，降低误判的可能性，还可以针对每个用户分别建立账户。对第一次使用智能座椅的用户，首先采集至少一次清醒状态的生命体征数据作为用于后续比对的阈值范围，并建立个人账户进行数据储存，当该用户下次再使用智能座椅时，可以通过自动匹配或人工选择的方式确定该用户为已有用户，从而直接调用其账户内的已有数据。
进一步的，如图11所示，控制方法还包括：S201、在检测到座位面12上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制靠背11处于合起状态。
预先设置压力值的预设阈值，用于确定座位面12上是否有人，示例的，通常情况下，由于用户的体重不会低于10kg，根据重量判断，若座位面12上的压力值小于10kg，则不可能是有用户正在使用，因此，可以将压力值的预设阈值设置为10kg，当检测到的座位面12上的压力值小于预设预置时，认为本发明实施例的智能座椅当前无人使用，则控制靠背11处于合起状态，恢复智能座椅的初始姿态。若当前智能座椅本身就处于合起状态，则保持当前状态，不进行开合运动操作。
优选的，如图12所示，步骤S101-S102(获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态)包括：
S1011、以预设时间段为周期，循环朝向用户发送并接收超声信号，以获取超声信号的信息。
S1012、根据超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度。
S1013、将用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度与用户在清醒状态的参考值做对比，以确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
由于对用户的呼吸频率的记录，需要一个时间段范围，因此，首先设置一个预设的时间段。由于该时间段如果过短，可能难以得到呼吸频率的规律以及难以对比出用户处于睡眠状态和处于清醒状态时的差异，而若该时间段过长，可能会导致智能座椅的判断操作过于迟钝，所以，在本发明实施例中对于预设时间段具体时长不做限定，例如，可以是一分钟，三分钟等，可以根据具体使用需要，平衡上述两种情况进行具体设定。
如图12所示，确定预设时间段后，以预设时间段为周期，循环获取超声信号的信息，每一组的超声信号信息均为在一个预设时间段的时长范围内的超声信号。接收到的超声信号，例如，根据多普勒效应的相应计算，得到用户的呼吸频率，并根据发送接收的时间差，以及超声信号强度的衰减程度，可以获知信号发送的距离，超声信号朝向用户发送，用户在呼吸的过程中胸口随之起伏变化，根据对接收到的超声信号进行计算处理，即可得知用户的胸部起伏程度。根据需要，通过上述方式获得用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度。
然后将用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度与用户在清醒状态的参考值做对比，通常情况下人在清醒状态时的呼吸相对急短，而在进入睡眠状态后，呼吸频率放缓，胸口起伏幅度也会增大，通过与采集到的或储存的用户的清醒状态的呼吸频率和/或胸部起伏程度的参考值进行比对，若超出用户清醒状态参考值所在的阈值范围，则确定用户进入睡眠状态，若当前的呼吸频率和/或胸部起伏程度在用户清醒状态参考值所在的阈值范围内，则确定用户处于清醒状态。
同样的，对于用户清醒状态参考值的阈值范围，可以为本领域技术人员经过大样本实验后得到的经验值，可以为根据相应的计算公式计算得到，或者还可以为本领域技术人员通过其他方式得到均可，本发明实施例对此不做具体限定。
进一步的，如图13所示，控制方法还包括：
S301、以预设时间段为周期，获取座位面12上的振动状态值。
S302、当预设时间段内振动状态值小于预设阈值，执行获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
用户在使用智能座椅时，即使处于清醒状态，也不可能始终在座椅上不间断活动，而用户即使处于睡眠状态，也不是完全静止不动，因此，通过振动状态值开确定用户处于睡眠状态或清醒状态，需要对振动状态值限定一个时间段范围，即检测在预设的时间段内的振动频率。确定时间段以后，以该预设时间段为周期，获取座位面12上的振动状态值。
预先设置有在该预设时间段内振动状态值的预设阈值，以将获取的振动状态值与预设阈值作比对。示例的，设定预设时间段为五分钟，设定预设阈值为2次，即认为，若使用本发明实施例的智能座椅的用户，若五分钟内在座位面12上的活动次数小于2次，则判断该用户可能进入睡眠状态，若五分钟内在座位面12上的活动次数大于2次，判断用户此时仍处于清醒状态。
当预设时间段内振动状态值小于预设阈值时，判断该用户可能进入睡眠状态，此时执行步骤S101-S102(获取对位于智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态)的操作。
这样一来，能够可以不必始终循环执行步骤S101-S102，而仅是在当振动状态值小于预设阈值，判断该用户可能进入睡眠状态时再执行步骤S101-S102，提高本发明实施例的智能座椅在工作时的运算响应速度，降低能耗。
进一步的，如图9所示，座椅本体10上还设置有控制按键18，如图14所示，控制方法还包括：
S401、获取控制按键18的触发信号。
S402、根据控制按键18的触发信号，控制靠背驱动件13驱动靠背11做开合运动。
例如，如图9所示，座椅本体10上设置有用于执行“打开”和“合起”操作的控制按键18，当用户触发“打开”的控制按键18，根据“打开”的控制按键18的触发信号，对应的控制靠背驱动件13驱动靠背11执行打开的操作，使本发明实施例的智能座椅处于打开状态。同样的，当用户触发“合起”的控制按键18，根据“合起”的控制按键18的触发信号，对应的控制靠背驱动件13驱动靠背11执行合起的操作，使本发明实施例的智能座椅处于合起状态。
在以上对本发明实施例的智能座椅的结构以及工作过程的说明中，已经对智能座椅的工作原理和步骤进行了详细的说明，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种智能座椅，其特征在于，包括座椅本体、生命体征检测器以及控制器；
所述座椅本体包括靠背、座位面，以及驱动所述靠背相对所述座位面做开合运动的靠背驱动件；
所述生命体征检测器用于对用户的生命体征进行检测，得到生命体征数据；
所述控制器分别与所述靠背驱动件以及所述生命体征检测器电连接，根据所述生命体征检测器的生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态，并根据所述用户的状态控制所述靠背驱动件驱动所述靠背的开合运动。
2.根据权利要求1所述的智能座椅，其特征在于，所述靠背与所述座位面通过侧边铰接，所述靠背驱动件驱动所述靠背沿其铰接的侧边与所述座位面之间开合运动。
3.根据权利要求1所述的智能座椅，其特征在于，所述控制器根据所述生命体征数据确定用户处于睡眠状态的情况下，控制所述靠背改变为打开状态。
4.根据权利要求3所述的智能座椅，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在所述座位面上且与所述控制器电连接，所述控制器用于在所述压力传感器检测到的所述座位面上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制所述靠背处于合起状态。
5.根据权利要求1-3任一项所述的智能座椅，其特征在于，所述生命体征检测器为超声检测器和处理模块，所述超声检测器设置在所述座椅本体的前侧，并朝向所述座椅本体的方向发送并接收超声信号，所述处理模块根据所述超声检测器接收的超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度；所述控制器根据所述用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
6.根据权利要求1-3任一项所述的智能座椅，其特征在于，所述座椅本体还包括与所述座位面通过侧边相互铰接的腿支撑板以及设置在所述座位面与所述腿支撑板之间的腿支撑驱动件，所述腿支撑驱动件与所述控制器电连接，用于在所述控制器的控制下驱动所述腿支撑板沿其铰接的侧边为中心与所述座位面之间开合运动。
7.根据权利要求1所述的智能座椅，其特征在于，所述靠背上还设置有支撑件，所述支撑件用于固定所述靠背与所述座位面之间的相对位置。
8.根据权利要求1所述的智能座椅，其特征在于，还包括至少一个振动传感器，所述振动传感器设置在所述座位面上且与所述控制器电连接，所述控制器用于在所述振动传感器检测到的预设时间段内的所述座位面上的振动状态值小于预设阈值的情况下，驱动所述生命体征检测器对用户的生命体征进行检测。
9.根据权利要求5所述的智能座椅，其特征在于，所述超声检测器上还设置有对位摄像头，所述对位摄像头与所述控制器电连接，在所述座椅本体上还设置有对位标记，所述对位摄像头用于捕捉所述对位标记的位置图像，以使所述控制器根据所述对位标记的位置图像调整所述超声检测器的发送超声信号的朝向方向。
10.根据权利要求1所述的智能座椅，其特征在于，所述座椅本体上还设置有控制按键，所述控制按键与所述控制器电连接，用于在所述控制按键触发后，控制所述靠背驱动件驱动所述靠背的开合运动。
11.一种智能座椅的控制方法，其特征在于，所述智能座椅包括：靠背、座位面、以及驱动所述靠背相对所述座位面做开合运动的靠背驱动件；
所述方法包括：
获取对位于所述智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据；
根据所述生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态；
根据所述用户的状态控制所述靠背驱动件驱动所述靠背做开合运动。
12.根据权利要求11所述的智能座椅的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：在检测到所述座位面上承受的压力值小于预设阈值的情况下，控制所述靠背处于合起状态。
13.根据权利要求11所述的智能座椅的控制方法，其特征在于，所述获取对位于所述智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据所述生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态包括：
以预设时间段为周期，循环朝向所述用户发送并接收超声信号，以获取超声信号的信息；
根据所述超声信号的信息确定用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度；
将所述用户的呼吸频率和/或胸部起伏程度与所述用户在清醒状态的参考值做对比，以确定所述用户处于睡眠状态或清醒状态。
14.根据权利要求11所述的智能座椅的控制方法，其特征在于，还包括：
以预设时间段为周期，获取所述座位面上的振动状态值；
当预设时间段内所述振动状态值小于预设阈值，执行所述获取对位于所述智能座椅上的用户的生命体征进行检测的生命体征数据，并根据所述生命体征数据确定用户处于睡眠状态或清醒状态。
15.根据权利要求11所述的智能座椅的控制方法，其特征在于，所述座椅本体上还设置有控制按键，所述控制方法还包括：
获取控制按键的触发信号；
根据所述控制按键的触发信号，控制所述靠背驱动件驱动所述靠背做开合运动。
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