CN108577299A - 一种坐姿矫正机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坐姿矫正机器人，包括支撑腿，所述支撑腿上设置有基座，所述基座上设置有靠背，所述靠背上部横向设置有至少两个摄像头a，所述靠背在中间位置沿竖直方向设置有至少两个摄像头b；所述靠背的背部安装有微电脑控制器，所述摄像头a和所述摄像头b均与所述微电脑控制器的输入端电连接；所述基座中间位置设有通孔，所述通孔边缘铰接有多个座板；所述支撑腿上设置有用于带动所述座板上下运动的驱动电机，所述驱动电机与所述微电脑控制器的输出端电连接，所述靠背的上部设有与所述微电脑控制器输出端电连接的奖励装置；该机器人不仅在提醒学生坐姿不正确的同时，通过高度的降低以达到坐姿的纠正，设计更为合理。

Description

一种坐姿矫正机器人

技术领域

本发明涉及儿童教育机器人技术领域，具体为一种坐姿矫正机器人。

背景技术

一般的教育机器人功能都只在于教育孩子读书写字或者分发奖励给孩子起到激励作用，但却对孩子的坐姿与体型的教育机器人却没有，一个人的体型是从小就养成的，因此在孩子小的时候对其坐姿与体型的教育是必不可少的，不仅影响到孩子的体型，还影响孩子的视力；学生在家写作业时，经常坐姿歪歪扭扭，他们正处于生长发育期，长期坐姿不正确，容易导致近视眼和驼背，家长经常要不断提醒学生纠正坐姿。

申请号为201521134027.6的实用新型专利，公开了一种多功能学生坐姿矫正椅，包括底座、液压缸、升降杆、椅面、椅垫、微型振动器、多个红外传感器、头枕、椅背、椅背支架、电源、控制器，液压缸下端固定在底座上，上端安装升降杆，椅背支架的一端固定在椅面的底面上，另一端固定在椅背的背面上，椅背的正面上竖直设置两排按摩软垫，红外传感器设置在椅背的两侧和中心位置上，头枕设置在椅背顶端中间位置上，椅垫设置在椅面上，微型振动器设置在椅垫内，电源和控制器设置在椅面的底面上，电源和红外传感器连接到控制器的输入端，微型振动器连接到控制器的输出端；该实用新型能够仅能实现当学生坐姿不正确时，红外传感器给所述控制器发送信号来控制微型振动器进行震动，发出坐姿提醒信号，其无法达到对学生坐姿的校正。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种坐姿矫正机器人，其不仅能够在学生坐姿不正确时起到提醒作用，而且能够起到矫正坐姿的作用。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种坐姿矫正机器人，包括支撑腿，所述支撑腿上设置有基座，所述基座上设置有靠背，其特征在于，所述靠背上部横向设置有至少两个摄像头a，所述靠背在中间位置沿竖直方向设置有至少两个摄像头b；所述靠背的背部安装有微电脑控制器，所述摄像头a和所述摄像头b均与所述微电脑控制器的输入端电连接；所述基座中间位置设有通孔，所述通孔边缘铰接有多个座板；所述支撑腿上设置有用于带动所述座板上下运动的驱动电机，所述驱动电机与所述微电脑控制器的输出端电连接；

所述靠背的上部设有奖励装置，所述奖励装置包括设置在所述靠背上部的壳体，所述壳体内沿水平方向设置有滑槽，所述壳体内沿竖直方向设有与所述滑槽连通的输出通道；所述壳体的顶部设有与所述滑槽连通的投放口；所述滑槽内设有可以滑动的物品盒，所述物品盒上沿所述滑槽方向设有螺纹孔；所述壳体内设有与所述螺纹孔配合的传动螺杆，以及驱动所述传动螺杆的电机；所述电机与所述微电脑控制器的输出端电连接；

所述物品盒靠近所述输出通道的侧面上设有物品出口，所述物品出口的上边缘铰接挡板；所述挡板铰接在所述物品盒上的一端设有多个凸齿A，所述壳体内在靠近所述输出通道处的顶部设有一排与所述凸齿A相互啮合的凸齿B；所述物品出口的下边缘处设有磁体A，所述挡板上设有与所述磁铁A相互吸合的磁铁B。

通过上述技术方案，当学生使用该坐姿矫正机器人学习的时候，摄像头a和摄像头b通过拍摄，实时采集学生坐姿的图像并传送到微电脑控制器与所述标准坐姿图像进行对比，如果学生坐歪了或者趴在桌面上超过设定时间，所述微电脑控制器就会给驱动电机发出控制信号，驱动电机旋转带动座板缓慢向下，由于坐的位置矮了，此时学生为了能够正常书写就会挺直身体书写，当摄像头a和摄像头b采集到坐姿正确时，所述微电脑控制器就会给驱动电机发出控制信号，驱动电机就会停止转动，该机器人不仅在提醒学生坐姿不正确的同时，通过高度的降低以达到坐姿的纠正，设计更为合理；当学生保持正确坐姿达到一定时间后，所述微电脑控制器就会给奖励装置发出控制信号，电机旋转驱动传动螺杆转动，传动螺杆驱动物品盒沿着滑槽向所述输出通道移动，将用于奖励的物品通过输出通道送给学生用作奖励。当所述物品盒向所述输出通道移动的时，通过设置在挡板上的凸齿A和壳体内的凸齿B的相互啮合从而使得挡板打开，物品盒内的物品通过物品出口送出，物品送出之后过段时间，电机反转将物品盒反向移动，此时凸齿A和凸齿B脱离啮合，在磁铁A和磁铁B的作用下使得挡板将物品出口关闭。

进一步的技术方案中，所述挡板上设有向所述物品盒内延伸的拨片；设置拨片能够在挡板打开的时候将物品盒内的物品拨出。

进一步的技术方案中，所述支撑腿为四个且成方形布置，所述支撑腿之间交叉设有连接杆，所述所述驱动电机设置在所述连接杆的交叉点处；所述座板的底面上设有向所述通孔中心方向延伸的长条形凸起，所述长条形凸起的侧面沿长度方向设有贯穿的限位滑槽；所述驱动电机的输出轴连接有升降转体，所述升降转体的上表面转动连接有中间座板，所述中间座板的上表面中间位置设有圆形座垫，所述中间座板上在所述圆形座垫周围设有与所述限位滑槽配合的中间连杆；所述连接杆上设有以所述交叉点为圆心的环形板，所述环形板上设有多个以所述交叉点为中心的带斜面的凸块，所述升降转体的下表面设有多个与所述凸块配合动作的凸柱。

通过上述技术方案，当学生坐歪了或者趴在桌面上超过设定时间，所述微电脑控制器就会给驱动电机发出控制信号，驱动电机旋转带动升降转体转动，升降转体下表面的凸柱沿着带斜面的凸块向下滑动，使得中间座板向下移动，中间座板通过中间连杆带动座板绕铰接轴向下转动，进而达到降低座位高度。

进一步的技术方案中，所述中间连杆与所述限位滑槽配合处设有U形槽口，所述U形槽口处转动连接有设置在所述限位滑槽内的转子，通过转子连接减少中间连杆与限位滑槽之间的摩擦阻力。

进一步的技术方案中，所述凸块的顶部位置设有与所述凸柱配合的挡片；设置挡片能够有效防止凸柱在到达带斜面的凸块顶部时滑掉。

进一步的技术方案中，所述驱动电机为低转速高扭矩电机，采用低转速高扭矩电机能够实现自锁功能的同时使得座板升降更加有力。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：当学生坐歪了或者趴在桌面上超过设定时间，所述微电脑控制器就会给驱动电机发出控制信号，驱动电机旋转带动座板缓慢向下，由于坐的位置矮了，此时学生为了能够正常书写就会挺直身体书写，当摄像头a和摄像头采集到坐姿正确时，所述微电脑控制器就会给驱动电机发出控制信号，驱动电机就会停止转动，该机器人不仅在提醒学生坐姿不正确的同时，通过高度的降低以达到坐姿的纠正，设计更为合理；设置奖励装置能够进一步激励学生坐下的时候保持正确坐姿。

附图说明

图1为本实施例1中一种坐姿矫正机器人的爆炸结构示意图；

图2为本实施例1中座板和中间座板的装配结构示意图；

图3为本实施例1中支撑腿、基座、靠背的结构示意图；

图4为本实施例1中中间座板的结构示意图；

图5为本实施例1中奖励装置的剖面结构示意图；

图6为本实施例1中奖励装置中挡板打开的剖面结构示意图；

图7为本实施例1中一种坐姿矫正机器人的装配结构示意图；

图8为本实施例2中奖励装置的剖面结构示意图；

图9为图8中A处的放大结构示意图。

各个附图标记对应的部件名称是：1.支撑腿；2.基座；3.靠背；4.摄像头a；5.摄像头b；6.微电脑控制器；7.座板；8.驱动电机；9.连接杆；10.长条形凸起；11.限位滑槽；12.升降转体；13.中间座板；14.圆形座垫；15.中间连杆；16.转子；17.环形板；18.凸块；19.凸柱；20.挡片；21.U形槽口；22.壳体；23.滑槽；24.输出通道；25.投放口；26.物品盒；27.螺纹孔；28.传动螺杆；29.电机；30.物品出口；31.挡板；32.磁铁；33.磁柱；34.拨片；35.凸齿A；36.凸齿B；37.磁铁A；38.磁铁B。

具体实施方式

实施例1

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种坐姿矫正机器人，包括支撑腿1，所述支撑腿1上设置有基座2，所述基座2上设置有靠背3，所述靠背3上部横向设置有两个摄像头a 4，所述靠背3在中间位置沿竖直方向设置有八个摄像头b 5；所述靠背3的背部安装有微电脑控制器6，所述摄像头a 4和所述摄像头b 5均与所述微电脑控制器6的输入端电连接；所述基座2中间位置设有通孔201，所述通孔201边缘铰接有多个座板7；所述支撑腿1上设置有用于带动所述座板7上下运动的驱动电机8，所述驱动电机8与所述微电脑控制器6的输出端电连接。

所述支撑腿1为四个且成方形布置，所述支撑腿1之间交叉设有连接杆9，所述所述驱动电机8设置在所述连接杆9的交叉点处；所述座板7的底面上设有向所述通孔201中心方向延伸的长条形凸起10，所述长条形凸起10的侧面沿长度方向设有贯穿的限位滑槽11；所述驱动电机8的输出轴通过键连接有升降转体12，所述升降转体12的上表面转动连接有中间座板13，所述中间座板13的上表面中间位置安装圆形座垫14，所述中间座板13上在所述圆形座垫14周围设有与所述限位滑槽11配合的中间连杆15；所述中间连杆15与所述限位滑槽11配合处设有U形槽口21，所述U形槽口21处转动连接有设置在所述限位滑槽11内的转子16，通过转子16连接减少中间连杆15与限位滑槽11之间的摩擦阻力。

所述连接杆9上设有以所述交叉点为圆心的环形板17，所述环形板17上间隔均匀地设有四个以所述交叉点为中心的带斜面的凸块18，所述升降转体12的下表面设有四个与所述凸块18配合动作的凸柱19；所述凸块18的顶部位置设有与所述凸柱19配合的挡片20，这里设置挡片20能够有效防止凸柱19在到达带斜面的凸块18顶部时滑掉。

当学生使用该坐姿矫正机器人学习的时候，摄像头a 4和摄像头b 5通过拍摄，实时采集学生坐姿的图像并传送到微电脑控制器6与所述标准坐姿图像进行对比，如果学生坐歪了或者趴在桌面上超过设定时间，所述微电脑控制器6就会给驱动电机8发出控制信号，驱动电机8旋转带动升降转体12转动，升降转体12下表面的凸柱19沿着带斜面的凸块18向下滑动，使得中间座板13向下移动，中间座板13通过中间连杆15带动座板7绕铰接轴缓慢向下转动，进而达到降低座位高度，由于坐的位置矮了，此时学生为了能够正常书写就会挺直身体书写，当摄像头a 4和摄像头b 5采集到坐姿正确时，所述微电脑控制器6就会给驱动电机8发出控制信号，驱动电机8就会停止转动，因此该机器人不仅在提醒学生坐姿不正确的同时，通过高度的降低以达到坐姿的纠正，设计更为合理。

该机器人还包括奖励装置，所述奖励装置包括设置在所述靠背3上部的壳体22，所述壳体22内沿水平方向设置有滑槽23，所述壳体22内沿竖直方向设有与所述滑槽23连通的输出通道24；所述壳体22的顶部设有与所述滑槽23连通的投放口25；所述滑槽23内设有可以滑动的物品盒26，所述物品盒26上沿所述滑槽23长度方向设有螺纹孔27；所述壳体22内设有与所述螺纹孔27配合的传动螺杆28，以及驱动所述传动螺杆28的电机29；所述电机29与所述微电脑控制器6的输出端电连接。

所述物品盒26靠近所述输出通道24的侧面上设有物品出口30，所述物品出口30的上部边缘铰接挡板31；所述挡板31为铁质材料，所述物品出口30的边缘处设有与所述挡板31吸合的磁铁32；所述滑槽23靠近所述输出通道24一端的侧面上设有与所述挡板吸合的磁柱33，所述磁柱33与所述挡板31的吸引力大于所述磁铁32与所述挡板31的吸引力。

所述挡板31上设有向所述物品盒26内延伸的拨片34，设置拨片34能够在挡板31打开的时候将物品盒26内的物品拨出。

工作时先将奖励的物品提前通过壳体22上的投放口25放置到所述物品盒26内，当学生保持正确坐姿达到一定时间后，所述微电脑控制器6就会给奖励装置发出控制信号，电机29旋转驱动传动螺杆28转动，传动螺杆28驱动物品盒26沿着滑槽23向所述输出通道14移动，当所述物品盒26移动到所述输出通道24位置时，电机29停止转动，磁柱33与挡板31吸合使得挡板31打开，物品盒26内的物品通过物品出口30送出，物品送出之后过段时间，电机29反转将物品盒26反向移动，此时磁铁32吸合挡板31使得物品出口30关闭

所述驱动电机8为低转速高扭矩电机，采用低转速高扭矩电机能够实现自锁功能的同时使得座板7升降更加有力。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，如图8-9所示，其区别在于：所述物品盒26靠近所述输出通道24的侧面上设有物品出口30，所述物品出口30的上边缘铰接挡板31；所述挡板31铰接在所述物品盒26上的一端设有十一个凸齿A 35，所述壳体22内在靠近所述输出通道24处的顶部设有一排与所述凸齿A 35相互啮合的凸齿B 36；所述物品出口30的下边缘处设有磁体A 37，所述挡板31上设有与所述磁铁A 37相互吸合的磁铁B 38。

当所述物品盒26向所述输出通道24移动的时，通过设置在挡板31上的凸齿A 35和壳体22内的凸齿B 36的相互啮合从而使得挡板31打开，物品盒26内的物品通过物品出口30送出，物品送出之后过段时间，电机29反转将物品盒26反向移动，使得凸齿A 35和凸齿B 36脱离啮合，在磁铁A 37和磁铁B 38的作用下使得挡板31将物品出口30关闭。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种坐姿矫正机器人，包括支撑腿，所述支撑腿上设置有基座，所述基座上设置有靠背，其特征在于，所述靠背上部横向设置有至少两个摄像头a，所述靠背在中间位置沿竖直方向设置有至少两个摄像头b；所述靠背的背部安装有微电脑控制器，所述摄像头a和所述摄像头b均与所述微电脑控制器的输入端电连接；所述基座中间位置设有通孔，所述通孔边缘铰接有多个座板；所述支撑腿上设置有用于带动所述座板上下运动的驱动电机，所述驱动电机与所述微电脑控制器的输出端电连接；

所述靠背的上部设有奖励装置，所述奖励装置包括设置在所述靠背上部的壳体，所述壳体内沿水平方向设置有滑槽，所述壳体内沿竖直方向设有与所述滑槽连通的输出通道；所述壳体的顶部设有与所述滑槽连通的投放口；所述滑槽内设有可以滑动的物品盒，所述物品盒上沿所述滑槽方向设有螺纹孔；所述壳体内设有与所述螺纹孔配合的传动螺杆，以及驱动所述传动螺杆的电机；所述电机与所述微电脑控制器的输出端电连接；

所述物品盒靠近所述输出通道的侧面上设有物品出口，所述物品出口的上边缘铰接挡板；所述挡板铰接在所述物品盒上的一端设有多个凸齿A，所述壳体内在靠近所述输出通道处的顶部设有一排与所述凸齿A相互啮合的凸齿B；所述物品出口的下边缘处设有磁体A，所述挡板上设有与所述磁铁A相互吸合的磁铁B。

2.根据权利要求1所述坐姿矫正机器人，其特征在于，所述挡板上设有向所述物品盒内延伸的拨片。

3.根据权利要求1所述坐姿矫正机器人，其特征在于，所述支撑腿为四个且成方形布置，所述支撑腿之间交叉设有连接杆，所述所述驱动电机设置在所述连接杆的交叉点处；

所述座板的底面上设有向所述通孔中心方向延伸的长条形凸起，所述长条形凸起的侧面沿长度方向设有贯穿的限位滑槽；

所述驱动电机的输出轴连接有升降转体，所述升降转体的上表面转动连接有中间座板，所述中间座板的上表面中间位置设有圆形座垫，所述中间座板上在所述圆形座垫周围设有与所述限位滑槽配合的中间连杆；

所述连接杆上设有以所述交叉点为圆心的环形板，所述环形板上设有多个以所述交叉点为中心的带斜面的凸块，所述升降转体的下表面设有多个与所述凸块配合动作的凸柱。

4.根据权利要求3所述坐姿矫正机器人，其特征在于，所述中间连杆与所述限位滑槽配合处设有U形槽口，所述U形槽口处转动连接有设置在所述限位滑槽内的转子。

5.根据权利要求4所述坐姿矫正机器人，其特征在于，所述凸块的顶部位置设有与所述凸柱配合的挡片。

6.根据权利要求1所述坐姿矫正机器人，其特征在于，所述驱动电机为低转速高扭矩电机。