CN109549387A - 一种音源保健的电竞座椅及其控制方法 - Google Patents

一种音源保健的电竞座椅及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种音源保健的电竞座椅，包括座椅和智能控制装置，所述座椅包括椅座(1)和椅背(2)；所述智能控制装置设置在所述椅座(1)和椅背(2)上；所述扬声器(11)设置在所述椅背(2)远离椅座(1)的一端；所述音乐低频振动器(12)设置在所述椅座(1)和椅背(2)中；所述控制器(9)通过无线传输模块(14)接收音乐信息然后传输给所述DSP电子分频器(910)的高通滤波器和低通滤波器进行滤波，经过高通滤波器处理后的信号输出给扬声器(11)进行播放，经过低通滤波器处理后的信号输出给音乐低频振动器(12)以振动的方式输出。

Description

一种音源保健的电竞座椅及其控制方法
技术领域
本发明属于座椅领域，具体涉及一种音源保健的电竞座椅及其控制方法。
背景技术
许多白领在公司，整天大部分的时间都会坐在椅子上，因此整天工作下来，难免会腰酸背痛一番，每天工作完之后身心俱疲。长期劳累如果不及时进行调节，很容易使白领年纪轻轻就出现亚健康状态甚至病倒。因此需要在工作的座椅上适时调整姿势、了解自身状态，劳逸结合。另外北方冬季寒冷，许多办公室人员冬季都要在座椅上放上电热垫，保证座椅的温暖，但是下班时会经常忘记是否已经拔掉了电热垫的插头，担心引起办公室火灾。
微运动是一种可用于缓解身心疲劳的运动，目前的微运动多是主动式，譬如上班族用“罚站”、“做操”等形式，老人早上的太极拳、广场舞等，来锻炼身体，这种形式可基本不使用辅助设备，但是过于依赖个人的自觉性，并且受限于场地、气候、个人身体状况等因素，以及难以控制其强度。目前大部分的办公座椅还没有增加具有保健功能的部分，长期坐在办公室上班的工作人员身体不能得到有效的缓解、放松，长期如此对身体百害而无一利。因此，需要一种具有保健功能的、以“微运动”形式来缓解身心疲劳的座椅。
发明内容
本发明的目的是提供一种音源保健的电竞座椅及其控制方法，以解决目前市场上的座椅不具有保健作用、不能了解自身健康状况、不能智能加热的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种音源保健的电竞座椅，包括座椅和智能控制装置，所述座椅包括椅座1 和椅背2；所述智能控制装置设置在所述椅座1和椅背2上；
所述智能控制装置包括控制器9、扬声器11、音乐低频振动器12、无线传输模块14；所述控制器9为单片机电路装置，包括主控CPU901、存储单元902、电源电路903、按键输入电路904、功率输出电路905、放大电路906、检测整形电路907、A/D转换电路908和显示电路909、数字信号处理DSP电子分频器 910、功率放大器911；所述无线传输模块14与所述控制器9连接；所述DSP电子分频器910包括高通滤波器和低通滤波器；所述数字信号处理DSP电子分频器910、功率放大器911分别与所述所述主控CPU901连接；扬声器11、音乐低频振动器12分别通过所述DSP电子分频器910中的高通滤波器、低通滤波器与所述功率放大器911连接；
所述扬声器11设置在所述椅背2远离椅座1的一端；所述音乐低频振动器 12设置在所述椅座1和椅背2中；
所述控制器9通过无线传输模块14接收音乐信息然后传输给所述DSP电子分频器910的高通滤波器和低通滤波器进行滤波，经过高通滤波器处理后的信号输出给扬声器11进行播放，经过低通滤波器处理后的信号输出给音乐低频振动器12以振动的方式输出。
优选地，所述扬声器11为全频定向扬声器。
优选地，所述智能控制装置还包括红外线人体感应器3、显示屏4、功能按键5、加热装置6、感应电极7、压力传感器8、无线轨迹球鼠标10、温度传感器13；所述电源电路903与所述主控CPU901连接；所述功能按键5通过所述按键输入电路904与所述主控CPU901连接；所述加热装置6通过所述功率输出电路905与所述主控CPU901连接；所述感应电极7依次通过所述放大电路906、检测整形电路907与所述主控CPU901连接；所述红外线人体感应器3、压力传感器8、温度传感器13均通过所述A/D转换电路908与所述主控CPU901连接；所述显示屏4通过所述显示电路909与所述主控CPU901连接；所述无线传输模块14与所述主控CPU901连接。
优选地，控制器9安装在椅座1的底部，通过外部电源插头与外部电源相连接；所述红外线人体感应器3安装在椅背2远离椅座1的一端；所述功能按键5包括：加热切换键、上一屏键和下一屏键，所述功能按键5、显示屏4设置在左侧扶手上；所述加热装置6、压力传感器8设置在椅座1上；所述感应电极 7设置在左、右扶手上；所述无线轨迹球鼠标10设置在右手扶手上。
优选地，所述主控CPU901芯片型号为STC15F2K60S2。
一种音源保健的电竞座椅的控制方法，包括以下步骤：
A、由DSP电子分频器接收输入的音源信号，并以波形图的形式在客户端上进行显示；
B、基于波形图分别设置DSP电子分频器的低通滤波器和高通滤波器的分频点，以分别获取20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号；
C、将20Hz至100Hz频段的音源信号经功率放大器放大后输至音乐低频振动器，转化为振动机械能，通过与人体直接接触的承托物驱动连接带动人体实现微运动；将100Hz至20KHz的音源信号经功率放大器放大后输至全频定向扬声器中播放。
优选地，所述DSP电子分频器采用四阶二十四分贝/倍频程双向交叉电路，将20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号控制在最佳工作频段，且频率范围无相互覆盖。
优选地，所述步骤C在实现微运动之前还包括：将超低频音源信号的声能进行叠加，并以超低阵列方式控制超低频音源信号的指向特性。
优选地，所述步骤C在实现微运动之前还包括：对音源信号的触发、释放时间和响度、杂音进行性能平衡控制，并通过设置DSP电子分频器进行动态范围控制。
优选地，所述音源信号具体为音乐信号。
与现有技术相比，本发明音源保健的电竞座椅及其控制方法至少具有以下有益效果：
椅座上设置有音乐低频振动器、控制器、无线传输模块，控制器通过无线传输模块与移动客户端进行连接。移动客户端将音乐信息传输到控制器，控制器将相应的音乐信息传输给音乐低频振动器，音乐低频振动器根据接收的信息进行工作。音乐低频振动器可以对大腿部的肌肉进行更好的放松，同时可以使大腿部的血液循环更好，可以更好的放松身心，促进新陈代谢；坐在座椅上休息时可以有效改善失眠、焦虑、抑郁、身心失调等症状，并实现一系列的康复理疗作用及保健效果。
同样，椅背上也设置有音乐低频振动器，人体坐在椅座上然后靠在椅背上，椅背上的音乐低频振动器通过与人体的背部接触然后进行作用，同样可以对人体起到保健作用。
控制器控制扬声器进行音乐的播放，控制器将相应的音乐信息传输给扬声器进行音乐的播放，通过音乐人体可以更好的进行放松，达到更好的愉悦身心的效果；扬声器为定向扬声器，在自己使用的同时不影响他人，使用体验更好。
本发明采用单片机电路与红外人体感应器，能够实现办公座椅的自动加热和自动断电，既安全又实用。将无线轨迹球鼠标设置在扶手上，使用人员可以在疲劳时更换坐姿，靠在椅背上，胳膊和手放在扶手上操作鼠标进行电脑的控制。还设置有测量人体心率、体重变化、环境温度的装置，使用人员可以了解到自身的状态和周围环境情况。
本发明可将音乐低频振动器与诸如垫子、椅子等与人体直接接触的承托物驱动连接，承托物在音乐低频振动器的驱动下带动人体进行微运动，从而实现对人体微运动的被动式控制，解决了现有技术中过于受限于场地、气候及个人身体状况等问题，并且微运动的强度可控。
附图说明
图1为本发明音源保健的电竞座椅的结构示意图；
图2为发明音源保健的电竞座椅的电气连接关系示意图；
图3为本发明音源保健的电竞座椅的控制方法的流程示意图。
图4为本发明音源保健的电竞座椅信号接收及放大流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示(同时参考图2、图3)为本发明音源保健的电竞座椅的结构示意图，图2为椅座的俯视结构图，包括座椅和智能控制装置。所述座椅包括椅座1和椅背2，所述智能控制装置设置在所述椅座1和椅背2上。所述智能控制装置包括红外线人体感应器3、显示屏4、功能按键5、加热装置6、感应电极7、压力传感器8、无线轨迹球鼠标10、温度传感器13、控制器9、扬声器11、音乐低频振动器12、无线传输模块14。其中：
所述控制器9为单片机电路装置，安装在椅座1的底部，通过外部电源插头与外部电源相连接。所述红外线人体感应器3安装在椅背2远离椅座1的一端，所述红外线人体感应器3为PIR人体热释电红外传感器。所述功能按键5 包括：加热切换键、上一屏键和下一屏键，通过加热切换键进行是否加热的切换，上一屏键和下一屏键用来切换显示屏4的显示内容，所述功能按键5、显示屏4设置在左侧扶手上。所述加热装置6、压力传感器8设置在椅座1上，所述加热装置6专用电加热丝，加热丝设置在椅座1靠近外围的一圈；所述压力传感器8采用人体秤传感器YZC-1616B/50kg，传感器为薄片状，设置在椅座2的中心部位检测人体体重。所述感应电极7设置在左、右扶手上，用来检测人体心率，使用人员可以注意自己心率的变化情况，测量时两手进我扶手感应电极7 所在的位置进行测量。所述无线轨迹球鼠标10设置在右手扶手上，无线轨迹球鼠标10为标准的成品无线轨迹球鼠标，内嵌在座椅右侧扶手内，使用人员在疲劳时可以靠在椅背1上，将胳膊和手放在扶手上操作无线轨迹球鼠标10进而操控电脑等。无线轨迹球鼠标10内含有可更换电池，使用无线轨迹球鼠标10时，需将相匹配的无线接收端插在电脑USB接口。所述扬声器11设置在所述椅背2 远离椅座1的一端，当人体靠在椅背2上之后，扬声器11正好处在头颈部所在位置的两侧，所述扬声器11为全频定向扬声器，自己在使用时不影响他人。所述音乐低频振动器12设置在所述椅座1加热装置6的内侧，同时设置在椅背2 中。温度传感器13为PT100电阻温度传感器和配套的温度变送器，安装在扶手的内部，用来测量座椅所在环境的温度。
所述各个传感器、加热装置6、显示屏4、功能按键5、控制器9的连接电线均设置在椅座2内，电线外层均套有隔热防护管。
如图3所示(同时参考图1)，为发明音源保健的电竞座椅的电气连接关系示意图，控制器9包括主控CPU901、存储单元902、电源电路903、按键输入电路904、功率输出电路905、放大电路906、检测整形电路907、A/D转换电路 908和显示电路909、数字信号处理DSP电子分频器910、功率放大器911。所述主控CPU901芯片型号为STC15F2K60S2。所述无线传输模块14与所述控制器 9连接。所述DSP电子分频器910包括高通滤波器和低通滤波器。所述数字信号处理DSP电子分频器910、功率放大器911分别与所述所述主控CPU901连接。扬声器11、音乐低频振动器12分别通过所述DSP电子分频器910中的高通滤波器、低通滤波器与所述功率放大器911连接。所述主控CPU901通过无线传输模块14接收音乐信息然后传输给所述DSP电子分频器910的高通滤波器和低通滤波器进行滤波，经过高通滤波器处理后的信号(100Hz～20KHz)输出给功率放大器911进而输出给扬声器11进行播放，经过低通滤波器处理后的信号(20Hz～ 100Hz)输出给功率放大器911进而输出给音乐低频振动器12以振动的方式输出。
所述电源电路903与所述主控CPU901连接。所述功能按键5通过所述按键输入电路904与所述主控CPU901连接。所述加热装置6通过所述功率输出电路 905与所述主控CPU901连接。所述感应电极7依次通过所述放大电路906、检测整形电路907与所述主控CPU901连接。所述红外线人体感应器3、压力传感器8、温度传感器13均通过所述A/D转换电路908与所述主控CPU901连接。所述显示屏4通过所述显示电路909与所述主控CPU901连接。所述无线传输模块 14与所述主控CPU901连接。存储单元902用来存储信息，移动客户端通过无线传输模块14进行读取。蓄电池15和外接电源16用来给电源电路903供电。
所述加热装置6受红外线人体感应器3传输给控制器9的信号控制，当座椅上有人时，红外线人体感应器3检测到信号然后传递给控制器9，控制器9控制加热装置6进行加热，当座椅上没有人时，控制器9在延时一段时间后自动将加热装置6停止加热。在冬季寒冷时，可自动进行加热，人走时也可防止人员忘记关闭加热装置的情况，夏季不需要加热时，可操作功能按键5中的“加热切换键”，取消加热功能。
椅座1上设置有音乐低频振动器12、控制器9、无线传输模块14，控制器 9通过无线传输模块14与移动客户端进行连接。移动客户端将音乐信息传输到控制器9，控制器9将相应的音乐信息(20Hz～100Hz)传输给音乐低频振动器 12，音乐低频振动器12根据接收的信息进行工作。通过“骨传导作用”和心理、生理的双重刺激，音乐低频振动器12可以对大腿部的肌肉进行更好的放松，同时可以使大腿部的血液循环更好，可以更好的放松身心，促进新陈代谢；坐在座椅上休息时可以有效改善失眠、焦虑、抑郁、身心失调等症状，并实现一系列的康复理疗作用及保健效果。
同样，椅背2上也设置有音乐低频振动器12，人体坐在椅座上然后靠在椅背2上，椅背2上的音乐低频振动器12通过与人体的背部接触然后进行作用，同样可以对人体起到保健作用。
控制器9控制扬声器11进行音乐的播放，控制器9将相应的音乐信息 (100Hz～20KHz)传输给扬声器11进行音乐的播放，通过音乐人体可以更好的进行放松，达到更好的愉悦身心的效果；扬声器11为定向扬声器，在自己使用的同时不影响他人，使用体验更好。
例如，在使用者玩电子游戏、电竞比赛或者观看相关视频时，通过移动客户端等设备将与使用者所玩的电子游戏相匹配的音乐信息通过无线传输模块14 传输给控制器9，然后控制器9可以将相应的音乐信息传输给音乐低频振动器 12和扬声器11，给使用者带来玩游戏的临场感和浸入感，可以提升使用者的体验感。例如在使用者参加电子竞技时，定向扬声器发出立体声，音乐低频振动器将电子竞技中的振动同步传递给使用者，增加了使用者身临其境的感觉，从而可以提高使用者的反应时间和电子竞技水平。同时，还可以对使用者进行放松、保健等。
如图4为本发明音源保健的电竞座椅的控制方法的流程示意图，人类听觉的频率范围为20Hz为20KHz。本发明的发明人通过研究发现，在该范围内不同频段的音源信号对于人们听觉具有以下不同效果：30Hz～60Hz比较沉闷，若没有相当大的响度，人耳很难觉察；60Hz～100Hz比较沉重，80Hz附近能产生极强的“重感”效果，响度很高，且不会给人舒服的感觉，反而可给人以强烈的刺激作用；100Hz～200Hz比较丰满；200Hz～500Hz力度易引起嗡嗡声的烦闷心理；500Hz～1KHz比较明朗，800Hz附近若提升10dB，会明显产生一种嘈杂感以及狭窄感；1KHz～2KHz比较透亮；2KHz～4KHz比较清脆，但3400Hz易引起听觉疲劳；4KHz～8KHz比较尖锐；6800Hz形成尖啸，锐利的感觉；8KHz～16KHz 比较纤细，大于7.5KHz后音感清彻纤细。
基于不同的听觉效果，本实施例分割了两个频段即20Hz至100Hz、100Hz 至20KHz两个频段，并将20Hz至100Hz作为实现音乐低频振动器震动的微运动频段。
音源保健的电竞座椅的控制方法包括以下步骤：
S100：由DSP电子分频器接收输入的音源信号，并以波形图的形式在客户端上进行显示。所述音源信号具体为音乐信号。
S200：基于波形图分别设置DSP电子分频器的低通滤波器和高通滤波器的分频点，以分别获取20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号。
所述步骤S300在实现微运动之前还包括：对音源信号的触发、释放时间和响度、杂音进行性能平衡控制，并通过设置DSP电子分频器进行动态范围控制。将超低频音源信号的声能进行叠加，并以超低阵列方式控制超低频音源信号的指向特性。
S300：将20Hz至100Hz频段的音源信号经功率放大器放大后输至音乐低频振动器，转化为振动机械能，通过与人体直接接触的承托物驱动连接带动人体实现微运动；将100Hz至20KHz的音源信号经功率放大器放大后输至全频定向扬声器中播放。
在具体应用中，所述DSP电子分频器采用四阶二十四分贝/倍频程双向交叉电路，将20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号控制在最佳工作频段，且频率范围无相互覆盖。
本发明可将音乐低频振动器与诸如垫子、椅子等与人体直接接触的承托物驱动连接，承托物在音乐低频振动器的驱动下带动人体进行微运动，从而实现对人体微运动的被动式控制，解决了现有技术中过于受限于场地、气候及个人身体状况等问题，并且微运动的强度可控。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种音源保健的电竞座椅，其特征在于，包括座椅和智能控制装置，所述座椅包括椅座(1)和椅背(2)；所述智能控制装置设置在所述椅座(1)和椅背(2)上；
所述智能控制装置包括控制器(9)、扬声器(11)、音乐低频振动器(12)、无线传输模块(14)；所述控制器(9)，包括主控CPU(901)、存储单元(902)、电源电路(903)、按键输入电路(904)、功率输出电路(905)、放大电路(906)、检测整形电路(907)、A/D转换电路(908)、显示电路(909)、数字信号处理DSP电子分频器(910)、功率放大器(911)；所述无线传输模块(14)与所述控制器(9)连接；所述DSP电子分频器(910)包括高通滤波器和低通滤波器；所述数字信号处理DSP电子分频器(910)、功率放大器(911)分别与所述所述主控CPU(901)连接；扬声器(11)、音乐低频振动器(12)分别通过所述DSP电子分频器(910)中的高通滤波器、低通滤波器与所述功率放大器(911)连接；
所述扬声器(11)设置在所述椅背(2)远离椅座(1)的一端；所述音乐低频振动器(12)设置在所述椅座(1)和椅背(2)中；
所述控制器(9)通过无线传输模块(14)接收音乐信息然后传输给所述DSP电子分频器(910)的高通滤波器和低通滤波器进行滤波，经过高通滤波器处理后的信号输出给扬声器(11)进行播放，经过低通滤波器处理后的信号输出给音乐低频振动器(12)以振动的方式输出。
2.根据权利要求1所述的音源保健的电竞座椅，其特征在于，所述扬声器(11)为全频定向扬声器。
3.根据权利要求1所述的音源保健的电竞座椅，其特征在于，所述智能控制装置还包括红外线人体感应器(3)、显示屏(4)、功能按键(5)、加热装置(6)、感应电极(7)、压力传感器(8)、无线轨迹球鼠标(10)、温度传感器(13)；所述电源电路(903)与所述主控CPU(901)连接；所述功能按键(5)通过所述按键输入电路(904)与所述主控CPU(901)连接；所述加热装置(6)通过所述功率输出电路(905)与所述主控CPU(901)连接；所述感应电极(7)依次通过所述放大电路(906)、检测整形电路(907)与所述主控CPU(901)连接；所述红外线人体感应器(3)、压力传感器(8)、温度传感器(13)均通过所述A/D转换电路(908)与所述主控CPU(901)连接；所述显示屏(4)通过所述显示电路(909)与所述主控CPU(901)连接；所述无线传输模块(14)与所述主控CPU(901)连接。
4.根据权利要求3所述的音源保健的电竞座椅，其特征在于，控制器(9)安装在椅座(1)的底部，通过外部电源插头与外部电源相连接；所述红外线人体感应器(3)安装在椅背(2)远离椅座(1)的一端；所述功能按键(5)包括：加热切换键、上一屏键和下一屏键，所述功能按键(5)、显示屏(4)设置在左侧扶手上；所述加热装置(6)、压力传感器(8)设置在椅座(1)上；所述感应电极(7)设置在左、右扶手上；所述无线轨迹球鼠标(10)设置在右手扶手上。
5.根据权利要求1所述的音源保健的电竞座椅，其特征在于，所述主控CPU(901)芯片型号为STC15F2K60S2。
6.一种音源保健的电竞座椅的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、由DSP电子分频器接收输入的音源信号，并以波形图的形式在客户端上进行显示；
B、基于波形图分别设置DSP电子分频器的低通滤波器和高通滤波器的分频点，以分别获取20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号；
C、将20Hz至100Hz频段的音源信号经功率放大器放大后输至音乐低频振动器，转化为振动机械能，通过与人体直接接触的承托物驱动连接带动人体实现微运动；将100Hz至20KHz的音源信号经功率放大器放大后输至全频定向扬声器中播放。
7.根据权利要求6所述的音源保健的电竞座椅的控制方法，其特征在于，所述DSP电子分频器采用四阶二十四分贝/倍频程双向交叉电路，将20Hz至100Hz频段的音源信号及100Hz至20KHz的音源信号控制在最佳工作频段，且频率范围无相互覆盖。
8.根据权利要求6所述的音源保健的电竞座椅的控制方法，其特征在于，所述步骤C在实现微运动之前还包括：将超低频音源信号的声能进行叠加，并以超低阵列方式控制超低频音源信号的指向特性。
9.根据权利要求6所述的音源保健的电竞座椅的控制方法，其特征在于，所述步骤C在实现微运动之前还包括：对音源信号的触发、释放时间和响度、杂音进行性能平衡控制，并通过设置DSP电子分频器进行动态范围控制。
10.根据权利要求9所述的音源保健的电竞座椅的控制方法，其特征在于，所述音源信号具体为音乐信号。
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