CN109363405B - 一种智能矫姿双背板学习椅 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及儿童智能健康家居产品技术领域，具体地说，涉及一种智能矫姿双背板学习椅。包括椅脚总成、椅座总成、双背板椅背总成和单管椅架总成；所述双背板椅背总成包括左背板总成和右背板总成以及智能语音矫姿系统；所述智能语音矫姿系统包括4个脉搏传感器、语音录播模块、2个时间继电器模块、3个继电器模块、避障模块、功放模块、喇叭、蓄电池组件、电源开关、直流充电插座、公排线和母排线。本发明利用人体生物特征，如心率、脉搏等，运用人工智能语音技术，对儿童学习期间坐姿不当时进行语音提醒注意矫正，实现了父母不在儿童身旁又能通过语音播放对儿童进行关爱提醒的目的。

Description

一种智能矫姿双背板学习椅
技术领域
本发明涉及儿童智能健康家居产品技术领域，具体地说，涉及一种智能矫姿双背板学习椅。
背景技术
现有市场上出现的具有矫姿功能的矫姿椅，对坐姿端正多以机械式强制方式进行扣、绑、卡、夹，这些产品的设计理念不符合人体工程学的设计，特别对于处在叛逆期的儿童，会采取对抗方式不使用矫姿椅或放弃进行扣、绑、卡、夹等矫姿方式。
虽然目前市场上出现少数智能儿童学习椅，但其所采用的矫姿技术方案和传感技术，与人体生物特征脱离联系，时常有以物代人的误动作产生。当前，人工智能技术已成为各产业发展的助力剂，如何将语音技术、生物传感技术引入运用，实现对儿童矫姿健康已成为家具产业的重要研发课题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种智能矫姿双背板学习椅，以解决上述的技术问题。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种智能矫姿双背板学习椅，包括椅脚总成、椅座总成、双背板椅背总成和单管椅架总成；所述单管椅架总成的底端装配在位于椅脚总成重力中心部位的装配孔内；所述双背板椅背总成包括左背板总成和右背板总成；所述左背板总成、右背板总成的背部均固定在椅背支架上，所述椅背支架套接装配在单管椅架总成的上部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述椅座总成的尾部中心设有U形卡槽，该U形卡槽卡在单管椅架总成上，且椅座总成的底部固定安装有椅座支架，所述椅座支架套接装配在单管椅架总成的下部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述左背板总成、右背板总成均包括椅背饰面布、椅背弹性体、椅背中板和椅背后板；其特征在于：还包括智能语音矫姿系统；所述智能语音矫姿系统包括4个脉搏传感器、语音录播模块、2个时间继电器模块、3个继电器模块、避障模块、功放模块、喇叭、蓄电池组件、电源开关、直流充电插座、公排线和母排线；所述脉搏传感器包括脉搏传感器A、脉搏传感器B、脉搏传感器C和脉搏传感器D；所述时间继电器模块包括时间继电器模块A和时间继电器模块B；所述继电器模块包括继电器模块A、继电器模块B和继电器模块C；
所述时间继电器模块A、继电器模块A、继电器模块B、蓄电池组件、避障模块、直流充电插座、电源开关和母排线均安装在左背板总成的椅背中板上；所述脉搏传感器A、脉搏传感器B分别安装在左背板总成的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部；所述母排线的其中2根导线分别电性连接蓄电池组件的正、负极，并分别与时间继电器模块A、继电器模块A、继电器模块B、避障模块、脉搏传感器A、脉搏传感器B的工作电源正、负极端口电性连接；所述母排线的另外2根导线分别与时间继电器模块A的常开端、公共端相连接；所述母排线的输出母端外置于左背板总成的内侧；所述直流充电插座的正、负极端口分别与蓄电池组件的正、负极端口电性连接；所述电源开关与蓄电池组件的正极端口电性连接；所述脉搏传感器A和脉搏传感器B的输出端口分别与继电器模块A的信号输入端电性连接，所述继电器模块A的公共端与时间继电器模块A的接地端电性连接；所述避障模块位于左背板总成的椅背中板的内侧边，且所述左背板总成的椅背中板的内侧边上设有与避障模块的发射和接收二极管相对应的长条孔；所述避障模块的输出信号端与继电器模块B的输入触发端电性连接；所述继电器模块B输出公共端与蓄电池组件的正极端口电性连接，输出常开端与母排线电性连接；
所述继电器模块C、时间继电器模块B、功放模块、喇叭、语音录播模块和公排线均安装在右背板总成的椅背中板上；所述脉搏传感器C、脉搏传感器D安装在右背板总成的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部；所述公排线中的2根导线分别与语音录播模块、功放模块、脉搏传感器C和脉搏传感器D、继电器模块C、时间继电器模块B的工作电源正、负极端口电性连接；所述公排线中的另外2根导线与时间继电器模块B的常开端、公共端分别连接；所述公排线的输入公端外置于右背板总成的内侧，并与所述母排线的输出母端插拔连接；所述时间继电器模块B的常开端通过音频线L3与喇叭的音频L端电性连接；所述功放模块的输出L端通过音频线L2与时间继电器模块B的公共端电性连接，功放模块的输出R端通过音频线R2与喇叭的音频R端电性连接；所述语音录播模块分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块电性连接；所述脉搏传感器C和脉搏传感器D分别与继电器模块C的信号输入端电性连接，所述继电器模块C的公共端与时间继电器模块B的接地端电性连接；
所述时间继电器模块A的公共端、常开端分别通过音频线L4、音频线L5与时间继电器模块B的公共端、常开端相连接。
优选的，所述语音录播模块设有录音咪头、音频输出L端、音频输出R端、播音键、录音键、至少一个播音触发端口和工作电源电源正、负级端口；所述的功放模块设有音频输出L端、音频输出R端、音频输入L端、音频输入R端、可调式电阻和工作电源电源正、负级端口；所述语音录播模块的音频输出L端、音频输出R端分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块的音频输入L端、音频输入R端电性连接。
优选的，所述脉搏传感器A、脉搏传感器B、脉搏传感器C和脉搏传感器D是结构、功能相同的脉搏传感器，设有输出信号显示灯、输出端口、信号放大器以及工作电源正、负极端口，所述输出端口的输出信号为脉充式高低电平。
优选的，所述继电器模块A与继电器模块C是结构、功能相同的继电器模块，高电平触发并立即导通，导通期间再次触有效。
优选的，所述时间继电器模块A与时间继电器模块B为结构、功能相同的时间继电器模块，高电平触发并导通T时间后自动关闭，导通期间再次触无效。
有益效果：与现有技术相比，本发明利用人体生物特征，如心率、脉搏等，运用人工智能语音技术，对儿童学习期间坐姿不当时进行语音提醒注意矫正，实现了父母不在儿童身旁又能通过语音播放对儿童进行关爱提醒的目的。
附图说明
图1是本发明一种实施例的立体结构示意图(1)；
图2是本发明一种实施例的立体结构示意图(2)；
图3是本发明中所述智能语音矫姿系统的结构示意图；
图4是本发明中所述智能语音矫姿系统的原理线路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
参照图1-图4，本发明所述的智能矫姿双背板学习椅，包括椅脚总成1、椅座总成4、双背板椅背总成和单管椅架总成2；所述单管椅架总成2的底端装配在位于椅脚总成1重力中心部位的装配孔内；所述双背板椅背总成3包括左背板总成31和右背板总成32；所述左背板总成31、右背板总成32的背部均固定在椅背支架6上，所述椅背支架6套接装配在单管椅架总成2的上部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述椅座总成4的尾部中心设有U形卡槽，该U形卡槽卡在单管椅架总成2上，且椅座总成4的底部固定安装有椅座支架5，所述椅座支架5套接装配在单管椅架总成2的下部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述左背板总成31、右背板总成32均包括椅背饰面布、椅背弹性体、椅背中板和椅背后板。
本发明所述的智能矫姿双背板学习椅还包括智能语音矫姿系统。所述智能语音矫姿系统包括4个脉搏传感器、语音录播模块713、2个时间继电器模块、3个继电器模块、避障模块718、功放模块709、喇叭710、蓄电池组件717、电源开关701、直流充电插座702、公排线711和母排线712。
所述脉搏传感器包括脉搏传感器A 703、脉搏传感器B 704、脉搏传感器C 705和脉搏传感器D 706。所述脉搏传感器A 703、脉搏传感器B 704、脉搏传感器C 705和脉搏传感器D 706是结构、功能相同的脉搏传感器，设有输出信号显示灯、输出端口、信号放大器以及工作电源正、负极端口，所述输出端口的输出信号为脉充式高低电平。
所述时间继电器模块包括时间继电器模块A 714和时间继电器模块B 708。所述时间继电器模块A 714与时间继电器模块B 708为结构、功能相同的时间继电器模块，高电平触发并导通T时间后自动关闭，导通期间再次触无效。
所述继电器模块包括继电器模块A 715、继电器模块B 716和继电器模块C 707；所述继电器模块A 715与继电器模块C 707是结构、功能相同的继电器模块，高电平触发并立即导通，导通期间再次触有效。
所述时间继电器模块A 714、继电器模块A 715、继电器模块B 716、蓄电池组件717、避障模块718、直流充电插座702、电源开关701和母排线712均安装在左背板总成31的椅背中板上。所述脉搏传感器A 703、脉搏传感器B 704分别安装在左背板总成31的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部。
所述母排线712的其中2根导线分别电性连接蓄电池组件717的正、负极，并分别与时间继电器模块A 714、继电器模块A 715、继电器模块B 716、避障模块718、脉搏传感器A703、脉搏传感器B 704的工作电源正、负极端口电性连接；所述母排线712的另外2根导线分别与时间继电器模块A 714的常开端、公共端相连接；所述母排线712的输出母端外置于左背板总成31的内侧。
所述直流充电插座702的正、负极端口分别与蓄电池组件717的正、负极端口电性连接；所述电源开关701与蓄电池组件717的正极端口电性连接；所述脉搏传感器A 703和脉搏传感器B 704的输出端口分别与继电器模块A 715的信号输入端电性连接，所述继电器模块A 715的公共端与时间继电器模块A 714的接地端电性连接。
所述避障模块718位于左背板总成31的椅背中板的内侧边，且所述左背板总成31的椅背中板的内侧边上设有与避障模块718的发射和接收二极管相对应的长条孔；所述避障模块718的输出信号端与继电器模块B 716的输入触发端电性连接；所述继电器模块B716输出公共端与蓄电池组件717的正极端口电性连接，输出常开端与母排线712电性连接。
所述继电器模块C 707、时间继电器模块B 708、功放模块709、喇叭710、语音录播模块713和公排线711均安装在右背板总成32的椅背中板上。所述脉搏传感器C 705、脉搏传感器D 706安装在右背板总成32的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部。所述语音录播模块713设有录音咪头、音频输出L端、音频输出R端、播音键、录音键、至少一个播音触发端口和工作电源电源正、负级端口；所述的功放模块709设有音频输出L端、音频输出R端、音频输入L端、音频输入R端、可调式电阻和工作电源电源正、负级端口；所述语音录播模块713的音频输出L端、音频输出R端分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块709的音频输入L端、音频输入R端电性连接。
所述公排线711中的2根导线分别与语音录播模块713、功放模块709、脉搏传感器C705和脉搏传感器D 706、继电器模块C 707、时间继电器模块B 708的工作电源正、负极端口电性连接。所述公排线711中的另外2根导线与时间继电器模块B 708的常开端、公共端分别连接；所述公排线711的输入公端外置于右背板总成32的内侧，并与所述母排线712的输出母端插拔连接。
所述时间继电器模块B 708的常开端通过音频线L3与喇叭710的音频L端电性连接；所述功放模块709的输出L端通过音频线L2与时间继电器模块B 708的公共端电性连接，功放模块709的输出R端通过音频线R2与喇叭710的音频R端电性连接；所述语音录播模块713分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块709电性连接；所述脉搏传感器C 705和脉搏传感器D 706分别与继电器模块C 707的信号输入端电性连接，所述继电器模块C 707的公共端与时间继电器模块B 708的接地端电性连接。
所述时间继电器模块A 714的公共端、常开端分别通过音频线L4、音频线L5与时间继电器模块B 708的公共端、常开端相连接。
下面结合图4表述本发明所述智能矫姿双背板学习椅的工作原理如下：
使用时，先将椅座总成4调整至合适座高、座深及与桌子间座距，当打开电源开关701时，智能语音矫姿系统启动工作。
1、儿童处于正确坐姿状态时
此时，儿童的后背紧贴左背板总成31和右背板总成32的中央部位，左背板总成31与右背板总成32处于平衡状态。安装在左背板总成31内的避障模块718的发射端与接收端均通过左背板总成31的椅背中板内侧边上的长条孔与右背板总成32的椅背中板内侧边相对。避障模块718的发射端发射的红外线被右背板总成32的椅背中板反射到避障模块718的接收端，避障模块718输出低平信号，无法触发与之电性连接的继电器模块B 716导通工作。
同时，由于儿童处于正确座姿时，其身体部分也无法按触到4个脉膊传感器中的任何一个，4个脉膊传感器也无信号输出。
因此，当儿童处于正确坐姿状态时，智能语音矫姿系统不会发出矫正坐姿的警示语音。
2、儿童出现不正确坐姿(左倾或右倾)时
当儿童座姿不良，出现左倾或右倾时，左背板总成31与右背板总成32因受力不均衡而出现前后错位变形。避障模块718的发射端发射的红外线无法反射回到避障模块718的接收端，避障模块718输出高电平信号，触发与之电性连接的继电器模块B 716导通工作，安装设置在右椅背总成32中的语音录播模块713、功放模块709、继电器模块C 707通电工作，使继电器模块C 707获得高电平信号，由于继电器模块C 707设计为高电平触发并立即导通，导通期间再次触有效，并且，当继电器模块C 707导通时，所产生的高电平信也同步触发时间继电器模块B 708导通工作；当时间继电器模块B 708获得高电平信号导通时，语音录播模块713工作T时间，即喇叭710重复播放类似“小朋友，请端正座姿”、“端正座姿好好学习”等语音T时间；当儿童座姿恢复时，避障模块718输出低电平信号，无法触发与之电性连接的继电器模块B 716导通，电源无法输送到右椅背总成32中的各个电子元器件，语音播放停止。
同时，当儿童座姿不良，出现左倾或右倾时，身体部份按触到4个脉膊传感器中的任何一个，被按触的脉膊传感器的输出端口输出脉充式高电平信号，触发与之连续的继电器模块C 707或者继电器模块A 715导通。例如：
当儿童的身体部份按触到脉膊传感器A 703或脉膊传感器A 704中的任一个时，该脉膊传感器的输出端口输出脉充式高电平信号，触发与之连续的继电器模块A 715导通；由于所述继电器模块A 715的常开端与蓄电池组件717的正极端口电性连接，继电器模块A715的公共端与时间继电器模块A 714的接地端电性连接；所述继电器模块A 715设计为高电平触发并立即导通，导通期间再次触有效。
由于时间继电器模块A 714的公共端、常开端分别通过音频线L4、音频线L5与时间继电器模块B 708的公共端、常开端相连接，所以，当继电器模块A 715导通时，则音频线L4、音频线L5导通连接，对时间继电器模块B 708产生触发高电平信号，时间继电器模块B 708导通T时间。
由于所述功放模块709通过音频线L2与时间继电器模块B 708的公共端连接，时间继电器模块B 708通过音频线L3与喇叭710连接，当时间继电器模块B 708获得高电平信号也导通时，语音录播模块713工作T时间，喇叭710重复播放类似“小朋友，请端正座姿”、“端正座姿好好学习”等警示语音T时间；当儿童座姿恢复时，脉膊传感器A 703或脉膊传感器A704输出是低电平信号，继电器模块A 715停止导通，时间继电器模块B 708无触发信号，喇叭710的语音播放停止。
同理，当儿童的身体部份按触到脉膊传感器C 705或脉膊传感器D 706中的任一个时，时间继电器模块B 708获得高电平信号导通，语音录播模块713工作T时间，喇叭710重复播放类似“小朋友，请端正座姿”、“端正座姿好好学习”等警示语音T时间；当儿童座姿恢复时，脉膊传感器A 703或脉膊传感器A 704输出是低电平信号，继电器模块A 715停止导通，时间继电器模块B 708无触发信号，喇叭710的语音播放停止。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和技术效果。本领域技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种智能矫姿双背板学习椅，包括椅脚总成(1)、椅座总成(4)、双背板椅背总成和单管椅架总成(2)；所述单管椅架总成(2)的底端装配在位于椅脚总成(1)重力中心部位的装配孔内；所述双背板椅背总成(3)包括左背板总成(31)和右背板总成(32)；所述左背板总成(31)、右背板总成(32)的背部均固定在椅背支架(6)上，所述椅背支架(6)套接装配在单管椅架总成(2)的上部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述椅座总成(4)的尾部中心设有U形卡槽，该U形卡槽卡在单管椅架总成(2)上，且椅座总成(4)的底部固定安装有椅座支架(5)，所述椅座支架(5)套接装配在单管椅架总成(2)的下部，并通过锁紧螺栓锁紧固定；所述左背板总成(31)、右背板总成(32)均包括椅背饰面布、椅背弹性体、椅背中板和椅背后板；其特征在于：还包括智能语音矫姿系统；所述智能语音矫姿系统包括4个脉搏传感器、语音录播模块(713)、2个时间继电器模块、3个继电器模块、避障模块(718)、功放模块(709)、喇叭(710)、蓄电池组件(717)、电源开关(701)、直流充电插座(702)、公排线(711)和母排线(712)；所述脉搏传感器包括脉搏传感器A(703)、脉搏传感器B(704)、脉搏传感器C(705)和脉搏传感器D(706)；所述时间继电器模块包括时间继电器模块A(714)和时间继电器模块B(708)；所述继电器模块包括继电器模块A(715)、继电器模块B(716)和继电器模块C(707)；
所述时间继电器模块A(714)、继电器模块A(715)、继电器模块B(716)、蓄电池组件(717)、避障模块(718)、直流充电插座(702)、电源开关(701)和母排线(712)均安装在左背板总成(31)的椅背中板上；所述脉搏传感器A(703)、脉搏传感器B(704)分别安装在左背板总成(31)的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部；所述母排线(712)的其中2根导线分别电性连接蓄电池组件(717)的正、负极，并分别与时间继电器模块A(714)、继电器模块A(715)、继电器模块B(716)、避障模块(718)、脉搏传感器A(703)、脉搏传感器B(704)的工作电源正、负极端口电性连接；所述母排线(712)的另外2根导线分别与时间继电器模块A(714)的常开端、公共端相连接；所述母排线(712)的输出母端外置于左背板总成(31)的内侧；所述直流充电插座(702)的正、负极端口分别与蓄电池组件(717)的正、负极端口电性连接；所述电源开关(701)与蓄电池组件(717)的正极端口电性连接；所述脉搏传感器A(703)和脉搏传感器B(704)的输出端口分别与继电器模块A(715)的信号输入端电性连接，所述继电器模块A(715)的公共端与时间继电器模块A(714)的接地端电性连接；所述避障模块(718)位于左背板总成(31)的椅背中板的内侧边，且所述左背板总成(31)的椅背中板的内侧边上设有与避障模块(718)的发射和接收二极管相对应的长条孔；所述避障模块(718)的输出信号端与继电器模块B(716)的输入触发端电性连接；所述继电器模块B(716)输出公共端与蓄电池组件(717)的正极端口电性连接，输出常开端与母排线(712)电性连接；
所述继电器模块C(707)、时间继电器模块B(708)、功放模块(709)、喇叭(710)、语音录播模块(713)和公排线(711)均安装在右背板总成(32)的椅背中板上；所述脉搏传感器C(705)、脉搏传感器D(706)安装在右背板总成(32)的椅背弹性体外侧边缘的顶部、中部；所述公排线(711)中的2根导线分别与语音录播模块(713)、功放模块(709)、脉搏传感器C(705)和脉搏传感器D(706)、继电器模块C(707)、时间继电器模块B(708)的工作电源正、负极端口电性连接；所述公排线(711)中的另外2根导线与时间继电器模块B(708)的常开端、公共端分别连接；所述公排线(711)的输入公端外置于右背板总成(32)的内侧，并与所述母排线(712)的输出母端插拔连接；所述时间继电器模块B(708)的常开端通过音频线L3与喇叭(710)的音频L端电性连接；所述功放模块(709)的输出L端通过音频线L2与时间继电器模块B(708)的公共端电性连接，功放模块(709)的输出R端通过音频线R2与喇叭(710)的音频R端电性连接；所述语音录播模块(713)分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块(709)电性连接；所述脉搏传感器C(705)和脉搏传感器D(706)分别与继电器模块C(707)的信号输入端电性连接，所述继电器模块C(707)的公共端与时间继电器模块B(708)的接地端电性连接；
所述时间继电器模块A(714)的公共端、常开端分别通过音频线L4、音频线L5与时间继电器模块B(708)的公共端、常开端相连接。
2.根据权利要求1所述的智能矫姿双背板学习椅，其特征在于：所述语音录播模块(713)设有录音咪头、音频输出L端、音频输出R端、播音键、录音键、至少一个播音触发端口和工作电源电源正、负级端口；所述的功放模块(709)设有音频输出L端、音频输出R端、音频输入L端、音频输入R端、可调式电阻和工作电源电源正、负级端口；所述语音录播模块(713)的音频输出L端、音频输出R端分别通过音频线L1、音频线R1与功放模块(709)的音频输入L端、音频输入R端电性连接。
3.根据权利要求1所述的智能矫姿双背板学习椅，其特征在于：所述脉搏传感器A(703)、脉搏传感器B(704)、脉搏传感器C(705)和脉搏传感器D(706)是结构、功能相同的脉搏传感器，设有输出信号显示灯、输出端口、信号放大器以及工作电源正、负极端口，所述输出端口的输出信号为脉充式高低电平。
4.根据权利要求1所述的智能矫姿双背板学习椅，其特征在于：所述继电器模块A(715)与继电器模块C(707)是结构、功能相同的继电器模块，高电平触发并立即导通，导通期间再次触有效。
5.根据权利要求1所述的智能矫姿双背板学习椅，其特征在于：所述时间继电器模块A(714)与时间继电器模块B(708)为结构、功能相同的时间继电器模块，高电平触发并导通T时间后自动关闭，导通期间再次触无效。
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