CN109147285A - 可穿戴的智能坐姿监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种可穿戴的智能坐姿监测系统，包括：坐姿监测模块和数据处理模块；坐姿监测模块包括至少一个柔性曲率传感器，柔性曲率传感器与人体脊椎上的被监测部位贴合，用于生成与被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号；数据处理模块，用于依据检测信号判断坐姿是否正确，如果否，则进行相应的提醒处理。本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统，避免了机械式的矫正方式给人体带来的不适感，其智能化程度较高；该产品可以随时随地地使用，不受使用空间的局限；可以实时监测到脊椎的弯曲情况并反馈给用户，实现了坐姿的定量化衡量；该产品的受众群体多，加工制作成本低，具有重要的社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴智能设备技术领域，尤其涉及一种可穿戴的智能坐姿监测系统。
背景技术
现代社会快速的生活节奏、激烈的竞争环境导致了人们在巨大的压力之下倒错的生活习惯，IT业人员、学生、出租车和公交车司机、会计和教师等群体则成了久坐一族，“坐不正、站不直”也直接引发了颈椎病、腰痛等顽疾。据统计，我国颈椎病的发病率高达17.3％，其中青少年的发病率更是在10％以上，且有越来越年轻化的趋势。世界卫生组织指出70％的疾病都将由坐得太久而引起，久坐因此被列为十大致死、致病的杀手之一。因此，对于一些需要长期伏案工作的易患病人群来说，通过监测及矫正坐姿进行颈椎病的预防显得十分重要。
目前，关于坐姿监测和矫正的智能电子器件或产品基本上都是利用机械矫正的方法将人体以正确姿势固定住，例如坐姿固定椅，固定桌或者是穿戴的衣服上设置强力矫正带等。这类矫正器件依靠强制力将人体上身固定，舒适感大大降低。另一些产品不能真实地检测人体脊椎的真实情况，不能实际反应人体坐姿的实际情况。因此，需要一种新的可以用于坐姿监测及矫正的智能可穿戴系统。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种可穿戴的智能坐姿监测系统。
根据本发明的一个方面，提供一种可穿戴的智能坐姿监测系统，包括：坐姿监测模块和数据处理模块；所述坐姿监测模块包括至少一个柔性曲率传感器，所述柔性曲率传感器与人体脊椎上的被监测部位贴合，用于生成与所述被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号；所述数据处理模块，用于基于所述检测信号判断坐姿是否正确，如果否，则进行相应地提醒处理。
可选地，还包括：可穿戴衣物本体；所述可穿戴衣物本体包括弹性织物单元；所述弹性织物单元与所述柔性曲率传感器可以采用可拆卸或不可拆卸的连接方式；其中，在所述弹性织物单元的弹性力的作用下，所述柔性曲率传感器与位于所述被监测部位贴合。
可选地，还包括：提醒模块；如果所述数据处理模块依据所述检测信号确定坐姿不正确，则向所述提醒模块发送控制指令，用于控制所述提醒模块进行纠正坐姿提醒；其中，所述提醒模块包括振动器、蜂鸣器、指示灯、语音报警装置中的至少一个。
可选地，所述提醒模块与所述柔性曲率传感器对应设置，对应设置的方式可以有多种，例如提醒模块与柔性曲率传感器一一对应设置、一个提醒模块与多个柔性曲率传感器对应设置等。所述弹性织物单元与所述提醒模块采用可拆卸或者不可拆卸的连接方式；其中，如果所述数据处理模块基于所述柔性曲率传感器发送的检测信号确定坐姿不正确，则向与此柔性曲率传感器相对应的提醒模块发送控制指令。
可选地，所述数据处理模块分别设置与多个所述被监测部位相对应的至少一个弯曲阈值；所述数据处理模块获得所述柔性曲率传感器生成的与所述被监测部位相对应的所述检测信号，基于所述检测信号获得此被监测部位的弯曲数值；判断此被监测部位的弯曲数值是否大于或等于与此被监测部位相对应的弯曲阈值，如果是，则向与此柔性曲率传感器相对应的提醒模块发送控制指令，如果否，则不发送所述控制指令或向与此柔性曲率传感器相对应的提醒模块发送停止提醒指令。
可选地，多个所述被监测部位包括：颈椎、胸椎和腰椎；对于每个被监测部位至少设置一个柔性曲率传感器与此被监测部位贴合，并生成与此被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号。
可选地，所述柔性曲率传感器为柔性薄膜层状结构，包括：上金属层、下金属层和位于所述上金属层和所述下金属层之间的中间层；当所述柔性曲率传感器弯曲时，所述上金属层和所述下金属层分别受到拉伸和压缩，所述上金属层和所述下金属层的电阻发生变化；所述数据处理模块获取所述柔性曲率传感器检测得到的与所述曲率相对应的所述检测信号，所述数据处理模块基于所述检测信号获得所述曲率，并可以根据所述曲率获得弯曲弧度数值。
可选地，通过所述柔性曲率传感器检测得到的曲率为：
其中，κ为所述曲率，t为所述中间层的厚度，R是所述上金属层和所述下金属层的原电阻值，KS为灵敏度系数，ΔRtop和ΔRbottom分别是所述上金属层和所述下金属层的电阻变化量。
可选地，在所述上金属层和所述下金属层的表面分别设置有覆盖膜层；其中，所述中间层和所述覆盖膜层的材质包括：聚酰亚胺和酚醛树脂。
可选地，如果所述数据处理模块判断所述被监测部位在同一弯曲位置的保持时间超过预设的时长阈值，则向所述提醒模块发送控制指令，用于进行更换姿势提醒。
可选地，所述数据处理模块还包括：无线通讯单元；其中，所述无线通讯单元包括：蓝牙单元、4G通信单元、5G通信单元；所述数据处理模块通过无线通讯单元将所述弯曲数值发送给外部设备。
可选地，所述数据处理模块在可穿戴衣物本体上的设置位置包括：胸部、肩部、腰部等不影响人体活动的部位。其中，所述数据处理模块与所述可穿戴衣物本体采用可拆卸或不可拆卸的连接方式。
本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统，柔性曲率传感器与位于人体脊椎上的被监测部位贴合，用于生成与所述被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号，数据处理模块基于所述检测信号判断坐姿是否正确，如果否，则进行相应的提醒处理；避免了机械式的矫正方式给人体带来的不适感，其智能化程度较高；该产品可以随时随地地使用，不受使用空间的局限；可以实时监测到脊椎的弯曲情况并反馈给用户，实现了坐姿的定量化衡量；该产品的受众群体多，加工制作成本低，具有重要的社会效益。
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的介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统的一个实施例的模块连接示意图；
图2为根据本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统的一个实施例的应用示意图；
图3为根据本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统的一个实施例中的柔性曲率传感器检测曲率的原理图；
图4为根据本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统的一个实施例的进行坐姿监测的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
如图1所示，本发明提供一种可穿戴的智能坐姿监测系统，包括：坐姿监测模块1、提醒模块2和数据处理模块3。坐姿监测模块1包括至少一个柔性曲率传感器，柔性曲率传感器与位于人体脊椎上的被监测部位贴合，被监测部位例如为颈椎、胸椎等。柔性曲率传感器生成与被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号并发送给数据处理模块2。数据处理模块2基于检测信号判断坐姿是否正确，如果否，则进行相应的提醒处理，提醒处理可以采用多种方式，例如声音、振动提醒等。
本发明的可穿戴的智能坐姿监测系统，可以基于柔性曲率传感器实时监测人体脊椎的弯曲情况，对于不正确的坐姿进行报警以提醒穿戴者进行矫正。
提醒模块2与柔性曲率传感器对应设置，对应设置的方式可以有多种，例如提醒模块2与柔性曲率传感器一一对应设置、一个提醒模块2与多个柔性曲率传感器对应设置等。如果所述数据处理模块3依据所述检测信号确定坐姿不正确，则向所述提醒模块发送控制指令，用于控制所述提醒模块进行纠正坐姿提醒；所述提醒模块包括振动器、蜂鸣器、指示灯、语音报警装置中的至少一个，进行提醒的方式可以为振动、声音、语音、指示灯闪烁中的至少一种。下面以振动器为例进行具体描述，蜂鸣器、指示灯、语音报警装置等进行提醒的方式与振动器相同。
提醒模块3包括至少一个振动器，振动器与柔性曲率传感器1对应设置，可以进行振动提醒。如果数据处理模块3基于柔性曲率传感器发送的检测信号确定坐姿不正确，则向与此柔性曲率传感器相对应的振动器发送振动控制指令，控制振动器振动进行提醒。
在一个实施例中，可穿戴的智能坐姿监测系统以柔性曲率传感器为基础，将其集成在弹性织物上以实现可穿戴性，可穿戴的智能坐姿监测系统包括可穿戴衣物本体，可穿戴衣物本体可以是T恤、马夹等衣物或弹性织物带。坐姿监测模块1、提醒模块2和数据处理模块3可以设置在可穿戴衣物本体上。如图2所示，在可穿戴衣物本体4包括有弹性织物单元，可穿戴衣物本体上4也可以全部都由弹性织物制成。弹性织物单元与柔性曲率传感器可以采用可拆卸连接以及不可拆卸的连接方式。弹性织物单元与振动器也可以采用可拆卸连接以及不可拆卸连接方式。弹性织物单元与振动器可拆卸连接，便于可穿戴衣物本体上4进行清洗等。柔性曲率传感器布置在弹性织物上，并且利用织物的弹性和人体的脊椎紧贴在一起，沿着人体脊椎从上到下可以排布3个或4个柔性曲率传感器和相应的振动器，分别监测人体脊椎的颈椎、胸椎和腰椎三部分的生理弯曲程度。
数据处理模块3分别设置与多个被监测部位相对应的弯曲阈值，弯曲阈值的数量可以为一个或多个，例如，可以针对每个被监测部位设置各自对应的弯曲阈值，也可以对多个被监测部位设置同一个弯曲阈值。
多个被监测部位包括：颈椎、胸椎和腰椎。弯曲数值可以为曲率、弯曲角度、弧度等，弯曲阈值可以根据实验数据等进行设置。例如对于颈椎、胸椎和腰椎三个被监测部位分别设置三个相对应的曲率阈值。对于每个被监测部位至少设置一个柔性曲率传感器与此被监测部位贴合，并生成与此被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号，其中，对于每个柔性曲率传感器至少设置一个振动器。
数据处理模块2接收到柔性曲率传感器发送的与被监测部位相对应的检测信号，基于检测信号进行计算，获得此被监测部位的弯曲数值。数据处理模块2判断此被监测部位的弯曲数值是否大于或等于与此被监测部位相对应的弯曲阈值，如果是，则向与此柔性曲率传感器相对应的振动器发送振动控制指令，进行提醒；如果否，则向与此柔性曲率传感器相对应的振动器发送停止振动指令或不发送振动控制指令，使振动器保持静止状态。
在一个实施例中，如图2所示，柔性曲率传感器21、22、23可拆卸地固定在可穿戴衣物本体1的弹性织物单元上，并且利用织物的弹性和人体的脊椎紧贴在一起，分别监测人体脊椎的颈椎、胸椎和腰椎三部分的生理弯曲程度，沿着人体脊椎从上到下可以排布与柔性曲率传感器21、22、23对应的振动器31、32、33。柔性曲率传感器31对应测量颈椎的弯曲情况，柔性曲率传感器32对应测量胸椎的弯曲情况、柔性曲率传感器33对应测量腰椎的弯曲情况。由于胸椎长度相对较长，可以布置一个或两个。每个柔性曲率传感器分别通过弹力线5和数据处理模块2相连。使用可导电的弹力线5可以在传输信号的基础上保证整个紧身衣的拉伸性，不影响穿戴。弹力线5可以为弹力导电线等。数据处理模块2设置在可穿戴衣物本体的胸部、肩部、或者腰部等不影响人体活动的部位。数据处理模块2与可穿戴衣物本体1采用可拆卸或不可拆卸连接方式。其中，可拆卸的连接方式为基座加活动模块的形式，方便弹性织物清洗。
如图3所示，柔性曲率传感器21为柔性薄膜层状结构，包括：上金属层211、下金属层213和位于上金属层211和下金属层213之间的中间层212。当柔性曲率传感器21弯曲时，上金属层211和下金属层213分别受到拉伸和压缩，上金属层211和下金属层213的电阻发生变化，根据上金属层211和下金属层213电阻的变化即可求得所贴附部位的曲率，即反映人体相应的脊椎段的弯曲情况。
数据处理模块2获取柔性曲率传感器21检测得到的与曲率相对应的检测信号，数据处理模块2基于检测信号获得曲率，根据曲率数值可以计算得出的弯曲角度或者弧度等。数据处理模块2可以控制对应于每个脊椎段配套的相应的振动器进行振动，以提示身体某部位坐姿不正确。在上金属层211和下金属层213的表面分别有覆盖膜层；其中，中间层212和覆盖膜层的材质包括：聚酰亚胺和酚醛树脂等。
通过柔性曲率传感器21检测得到的曲率为：
其中，κ为曲率，R是上金属层和下金属层的原电阻值，KS为灵敏度系数，ΔRtop和ΔRbottom分别是上金属层和下金属层的电阻变化量。
柔性曲率传感器的弯曲如图3所示，柔性曲率传感器原理上借鉴了应变片的原理：
其中，R0和ΔR分别为器件未变形时的电阻和由于应变引起变化的阻值，KS为器件的灵敏度系数。由平截面假设，曲率κ可以表示为：
κ＝(εtop-εbottom)/t；
其中，t为中间层的厚度(远厚于敏感栅)，εtop和εbottom分别为上下两层的应变。由上式可知，εtop＝ΔRtop/(KSR)、εbottom＝ΔRbottom/(KSR)，其中，ΔRtop和ΔRbottom分别是上层和下层应变传感器的电阻变化量，R是原电阻值，由此可得：
如果传感器在使用过程中受拉伸，则上下两层的应变包含了弯曲应变和膜应变，即：εtop＝εmembrane+εbending和εbottom＝εmembrane-εbending；其中，上层的弯曲应变(εbending)和下层的弯曲应变(-εbending)数值上相等。膜应变的影响可以通过εtop和εbottom的差值消除，因此，传感器是否被拉伸不会对器件的测量结果造成影响，只要和被测物体的形貌贴合就可以准确地测量出其曲率。
人体的脊椎具有略呈S形的生理弧度：腰椎弯曲向前，胸椎弯曲向后。正确的坐姿应该符合这个生理弧度，使身体处于松弛而不紧张的状态。如果长时间坐姿不正确，将会改变脊椎生理弧度，长此以往导致腰背部肌肉劳损和腰椎间盘突出，跟多的表现为脊椎疼痛、肩膀酸软、后背发麻、小腹越来越突出、近视越来越严重等。研究分析表明，当坐姿正确时，人体脊椎会维持正常的生理曲度，让各个椎间盘和周围肌肉组织承受最合适的压力并处于最佳状态。
首先，采集用户正确的坐姿数据，要求用户头部端正，肩膀放平，身体正直，稍微前倾，手臂对称自然放置于腿上，此时脊椎保持正常的生理曲率。通过颈椎、胸椎、腰椎部位上分布的柔性曲率传感器，测得人体脊椎三个部位的曲率，并且储存在移动端，作为基准数据。之后可以人体脊椎自然弯曲角度的±5％作为判断标准，当用户出现驼背等不良坐姿时，三个脊椎部位的弯曲程度超出预设的范围，则数据处理模块2相应地提醒用户。
如果数据处理模块2判断被监测部位在同一弯曲位置的保持时间超过预设的时长阈值，则向提醒模块发送控制指令，用于进行更换姿势提醒。例如，当用户虽然处于正确坐姿状态，但是时间达到1小时以上时，数据处理模块2自动判断为久坐，此时触发久坐提醒。数据处理模块2可以向振动器等发送控制指令，使其振动用于进行更换姿势提醒。
在一个实施例中，提醒模块3还包括蜂鸣器、语音报警装置等，用于进行声音提醒。数据处理模块2还包括无线通讯单元，无线通讯单元包括：蓝牙单元、4G通信单元、5G通信单元等。数据处理模块2可以通过无线通讯单元将通过柔性曲率传感器获得的弯曲数值发送给外部设备，外部设备包括手机、PAD等。数据处理模块2还包括处理芯片及基本元件、档位调节器、电源等，档位调节器共有三个档位，分别对应三个曲率传感器，可以对应设置弯曲阈值，当脊椎的弯曲程度超过该弯曲阈值时，触发振动器提醒人体进行矫正。当矫正为正确坐姿时，振动器停止振动。
如图4所示，用户穿戴上该可穿戴的智能坐姿监测系统之后，通过曲率传感器实时监测用户的脊椎弯曲情况并反映出其坐立姿势。脊椎的弯曲情况通过各部分曲率反映出来。根据用户自身的坐姿习惯在数据处理模块上设定各部分的弯曲阈值，之后通过传感器测得的弯曲数值和该设定阈值进行比较，如果小于该阈值则表明坐姿良好，如果大于该阈值则数据处理模块触发提醒功能，相关部位的振动器开始振动提醒。
上述实施例中提供的可穿戴的智能坐姿监测系统，柔性曲率传感器以薄膜的形式可以容易地集成到可穿戴衣物本体4上，解决了现有坐姿矫正产品只能以体外形式测量，不能随时随地反应坐姿情况的缺点。该柔性曲率传感器在人体背部可以实时监测人体脊椎的弯曲程度，直接反应出人体实际的坐立情况，通过无线传输方式可以将坐立情况实时反应在移动端，便于人们实时查看，及时进行矫正。
上述实施例中提供的可穿戴的智能坐姿监测系统，避免了机械式的矫正方式给人体带来的不适感，其智能化程度较高；相比于现有的体外矫正方式，如坐姿矫正椅、坐垫、台灯、桌架等，该产品可以随时随地地使用，不受使用空间的局限；可以实时监测到脊椎的弯曲情况并反馈给用户，实现了坐姿的定量化衡量；该产品面向的市场发展空间大，受众群体更是遍及从学生、儿童到公司白领、司机等工作人员，产品加工制作成本低，竞争力明显，具有重要的社会效益和产业化意义。
可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种可穿戴的智能坐姿监测系统，其特征在于，包括：
坐姿监测模块和数据处理模块；
所述坐姿监测模块包括至少一个柔性曲率传感器，所述柔性曲率传感器与人体脊椎上的被监测部位贴合，用于生成与所述被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号；
所述数据处理模块，用于依据所述检测信号判断坐姿是否正确，如果否，则进行相应的提醒处理。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
可穿戴衣物本体；所述可穿戴衣物本体包括弹性织物单元；所述弹性织物单元与所述柔性曲率传感器可拆卸连接；
其中，在所述弹性织物单元的弹性力的作用下，所述柔性曲率传感器与位于所述被监测部位贴合。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：
提醒模块；如果所述数据处理模块依据所述检测信号确定坐姿不正确，则向所述提醒模块发送控制指令，用于控制所述提醒模块进行纠正坐姿提醒；
其中，所述提醒模块包括振动器、蜂鸣器、指示灯、语音报警装置中的至少一个。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，
所述提醒模块与所述柔性曲率传感器对应设置，所述弹性织物单元与所述提醒模块采用可拆卸连接方式；
其中，如果所述数据处理模块基于所述柔性曲率传感器发送的检测信号确定坐姿不正确，则向与此柔性曲率传感器相对应的提醒模块发送控制指令。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述数据处理模块分别设置与多个所述被监测部位相对应的至少一个弯曲阈值；
所述数据处理模块获取所述柔性曲率传感器生成的与所述被监测部位相对应的所述检测信号，基于所述检测信号获得此被监测部位的弯曲数值；判断此被监测部位的弯曲数值是否大于或等于与此被监测部位相对应的弯曲阈值，如果是，则向与此柔性曲率传感器相对应的所述提醒模块发送控制指令，如果否，则不发送所述控制指令或向与此柔性曲率传感器相对应的所述提醒模块发送停止提醒指令。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
多个所述被监测部位包括：颈椎、胸椎和腰椎；对于每个被监测部位至少设置一个柔性曲率传感器与此被监测部位贴合，并生成与此被监测部位的生理弯曲程度相对应的检测信号。
7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
所述柔性曲率传感器为柔性薄膜层状结构，包括：上金属层、下金属层和位于所述上金属层和所述下金属层之间的中间层；
当所述柔性曲率传感器弯曲时，所述上金属层和所述下金属层分别受到拉伸和压缩，所述上金属层和所述下金属层的电阻发生变化；
所述数据处理模块获取所述柔性曲率传感器检测得到的与所述曲率相对应的所述检测信号，所述数据处理模块基于所述检测信号获得所述曲率，并可以根据所述曲率获得弯曲弧度数值。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，
通过所述柔性曲率传感器检测得到的曲率为：
其中，κ为所述曲率，t为所述中间层的厚度，R是所述上金属层和所述下金属层的原电阻值，KS为灵敏度系数，ΔRtop和ΔRbottom分别是所述上金属层和所述下金属层的电阻变化量。
9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，
如果所述数据处理模块判断所述被监测部位在同一弯曲位置的保持时间超过预设的时长阈值，则向所述提醒模块发送控制指令，用于进行更换姿势提醒。
10.如权利要求2所述的系统，其特征在于，
所述数据处理模块在可穿戴衣物本体上的设置位置包括：胸部、肩部、腰部；其中，所述数据处理模块与所述可穿戴衣物本体采用可拆卸连接方式。
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|---|---|
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109938901A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-28 | 贵州大学 | 背部姿势矫正仪器及其使用方法 |
| CN110338802A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-10-18 | 上海蓝泱科技有限公司 | 一种脊椎疲劳提醒器 |
| CN110507329A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 合肥工业大学 | 一种基于柔性弯曲传感器的颈椎姿态监测方法及系统 |
| CN110974160A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 盐城鹰昌服饰印花有限公司 | 一种身体姿态智能检测服及方法 |
| CN111166343A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-05-19 | 上海幂方电子科技有限公司 | 头部姿态监测设备及监测方法 |
| CN111466916A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-31 | 武汉轻工大学 | 基于人机工效学的久坐监测仪 |
| CN111685770A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 香港理工大学深圳研究院 | 一种可穿戴式人体背部曲线检测方法及装置 |
| EP3760170A1 (en) | 2019-07-01 | 2021-01-06 | Institutul National de Cercetare -Dezvoltare Pentru Mecatronica Si Tehnica Masurarii- I.N.C.D.M.T.M. Bucuresti | Device for real-time monitoring and active postural autocorrection |
| CN112891034A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 武汉纺织大学 | 穿戴式背部姿态矫正系统 |
| CN112957030A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 西安交通大学 | 一种用于颈椎弯曲监测的可穿戴柔性应变智能传感系统 |
| CN112971775A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-06-18 | 深圳市中医院 | 一种颈椎状态智能监测系统及方法 |
| CN113040753A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 苏州坦特拉智能科技有限公司 | 坐姿监测系统 |
| CN114631654A (zh) * | 2020-12-16 | 2022-06-17 | 北京服装学院 | 可纠正不良坐姿的服装及纠正方法 |
| CN115316941A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-11-11 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 基于背包的人体姿态检测方法、装置、背包及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130312541A1 (en) * | 2011-01-24 | 2013-11-28 | President And Fellows Of Harvard College | Non-differential elastomer curvature sensor |
| US20150022362A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Smart Sport Systems, LLC | Wearable device configured to detect improper movement of a knee and alert wearers to the improper movement |
| CN104720821A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-06-24 | 深圳柔微传感科技有限公司 | 一种实现姿势实时监测的方法和智能服装 |
| CN106530640A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-22 | 深圳柔微传感科技有限公司 | 一种智能儿童服装、姿势数据的处理方法及智能儿童穿戴设备 |
| CN106793878A (zh) * | 2014-09-30 | 2017-05-31 | 深圳市大耳马科技有限公司 | 姿态和生命体征监测系统及方法 |
| CN208314976U (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-01 | 江苏柔世电子科技有限公司 | 可穿戴的智能坐姿监测系统 |
-
2018
- 2018-07-10 CN CN201810755316.XA patent/CN109147285A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130312541A1 (en) * | 2011-01-24 | 2013-11-28 | President And Fellows Of Harvard College | Non-differential elastomer curvature sensor |
| US20150022362A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Smart Sport Systems, LLC | Wearable device configured to detect improper movement of a knee and alert wearers to the improper movement |
| CN106793878A (zh) * | 2014-09-30 | 2017-05-31 | 深圳市大耳马科技有限公司 | 姿态和生命体征监测系统及方法 |
| CN104720821A (zh) * | 2015-04-01 | 2015-06-24 | 深圳柔微传感科技有限公司 | 一种实现姿势实时监测的方法和智能服装 |
| CN106530640A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-03-22 | 深圳柔微传感科技有限公司 | 一种智能儿童服装、姿势数据的处理方法及智能儿童穿戴设备 |
| CN208314976U (zh) * | 2018-07-10 | 2019-01-01 | 江苏柔世电子科技有限公司 | 可穿戴的智能坐姿监测系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘刚: "基于应变式传感器的运动姿态的实时检测", 传感器技术, no. 09, pages 73 - 75 * |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111685770B (zh) * | 2019-03-12 | 2023-03-10 | 香港理工大学深圳研究院 | 一种可穿戴式人体背部曲线检测方法及装置 |
| CN111685770A (zh) * | 2019-03-12 | 2020-09-22 | 香港理工大学深圳研究院 | 一种可穿戴式人体背部曲线检测方法及装置 |
| CN109938901A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-06-28 | 贵州大学 | 背部姿势矫正仪器及其使用方法 |
| EP3760170A1 (en) | 2019-07-01 | 2021-01-06 | Institutul National de Cercetare -Dezvoltare Pentru Mecatronica Si Tehnica Masurarii- I.N.C.D.M.T.M. Bucuresti | Device for real-time monitoring and active postural autocorrection |
| CN110338802A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-10-18 | 上海蓝泱科技有限公司 | 一种脊椎疲劳提醒器 |
| CN110507329A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 合肥工业大学 | 一种基于柔性弯曲传感器的颈椎姿态监测方法及系统 |
| CN110507329B (zh) * | 2019-08-28 | 2022-04-15 | 合肥工业大学 | 一种基于柔性弯曲传感器的颈椎姿态监测方法及系统 |
| CN110974160A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-04-10 | 盐城鹰昌服饰印花有限公司 | 一种身体姿态智能检测服及方法 |
| CN113040753A (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-29 | 苏州坦特拉智能科技有限公司 | 坐姿监测系统 |
| CN111166343A (zh) * | 2020-02-04 | 2020-05-19 | 上海幂方电子科技有限公司 | 头部姿态监测设备及监测方法 |
| CN111466916A (zh) * | 2020-04-21 | 2020-07-31 | 武汉轻工大学 | 基于人机工效学的久坐监测仪 |
| CN114631654B (zh) * | 2020-12-16 | 2024-04-09 | 北京服装学院 | 可纠正不良坐姿的服装及纠正方法 |
| CN114631654A (zh) * | 2020-12-16 | 2022-06-17 | 北京服装学院 | 可纠正不良坐姿的服装及纠正方法 |
| CN112891034A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-06-04 | 武汉纺织大学 | 穿戴式背部姿态矫正系统 |
| CN112957030A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-15 | 西安交通大学 | 一种用于颈椎弯曲监测的可穿戴柔性应变智能传感系统 |
| CN112971775B (zh) * | 2021-05-08 | 2021-10-08 | 深圳市中医院 | 一种颈椎状态智能监测系统及方法 |
| CN112971775A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-06-18 | 深圳市中医院 | 一种颈椎状态智能监测系统及方法 |
| CN115316941A (zh) * | 2022-06-15 | 2022-11-11 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 基于背包的人体姿态检测方法、装置、背包及存储介质 |
| CN115316941B (zh) * | 2022-06-15 | 2024-08-16 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 基于背包的人体姿态检测方法、装置、背包及存储介质 |
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