CN110682267A - 一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人及工作方法，包括护栏、外壳、显示屏、移动轮、电路板、力传感器、PIR热释红外传感器和安装座；护栏通过安装座安装在外壳内，护栏上边缘高于外壳上边缘；力传感器安装在安装座底面的上表面；显示屏安装在外壳外侧壁上；电路板安装在外壳下底面内侧，位于安装座下方；移动轮安装在外壳下底面外侧，移动轮中的驱动轮通过减速马达与电路板电连接；PIR热释红外传感器贯穿固定在外壳侧壁上，并与电路板电连接；显示屏与电路板电连接。通过力传感器和PIR热释红外传感器实现久坐监测和人机交互，通过移动轮、显示屏和电路板实现久坐提醒，通过护栏实现水杯稳定放。

Description

一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人及工作方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体的说是涉及一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人及工作方法。

背景技术

目前，随着科技的发展，电脑的平均使用时间在不断增长，忙碌的工作导致了更多人的久坐的生活习惯，久坐对人的危害很大，影响人健康状况，间歇性活动是解决久坐的一个方法，最大程度降低长时间坐姿工作对人体带来的危害，因此人们在日常工作、生活和学习中，要建立良好的生活习惯，要多活动、多喝水，减少久坐时间，增加活动身体次数，养成健康的工作生活方式和良好的工作习惯。

但是，日常工作和学习过程中，往往由于工作或学习任务繁多，使得人们全身心投入到紧张的工作和学习中，常常忘记喝水和起身活动。

因此，如何实现久坐提醒，促进间歇性活动和喝水次数，降低久坐造成的身体危害是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，设定提醒时间，并通过对准监测用户，对用户久坐时间进行计时，当计定时时间小于提醒时间，用户移动智能机器人中的水杯进行饮水后或大幅运动后，计时重新开始；如果定时时间大于或等于提醒时间及其整倍数，且小于90分钟时，则智能机器人发生移动远离用户，并播放负反馈音乐信息，提醒用户起身活动；如果定时时间大于等于90分钟，则智能机器人进入暴走模式，只有用户将水杯拿起才能停止暴走，从而达到督促用户活动或喝水的目的，培养用户间歇活动和多喝水的习惯。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，包括：外壳、移动轮、电路板、力传感器、PIR热释红外传感器和安装座；所述安装座固定安装在所述外壳内，在所述安装座上放置容器；所述安装座与所述容器底面相接触的底面上安装所述力传感器；所述电路板安装在所述外壳下底面内侧，位于所述安装座下方；所述移动轮安装在所述外壳下底面上，并与所述电路板电连接；所述PIR热释红外传感器贯穿固定在所述外壳外侧壁上，并与所述电路板电连接。

优选的，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体拼接形成完整壳体，所述上壳体和所述下壳体拼接处设置有两个通孔，所述PIR热释红外传感器通过按压座安装在一个所述通孔上，采用半球形菲涅尔透镜扣合在所述按压座上，并卡接在所述上壳体和所述下壳体的透镜安装槽内；所述按压座安装有所述PIR热释红外传感器对侧面设置有凸块，所述凸块位于所述通孔内；另一个所述通孔安装有按钮；所述安装座与所述下壳体固定连接；所述上壳体与所述下壳体内壁上还设置有卡槽，所述按钮贯穿所述通孔并位于所述下壳体内壁的所述卡槽的上方。

优选的，所述所述菲涅尔透镜安装在所述上壳体和所述下壳体拼接形成的所述透镜安装槽内，所述菲涅尔透镜与所述按压座粘合，所述按压座与所述上壳体、所述下壳体之间留有缝隙。

优选的，还包括护栏，所述护栏与所述安装座固定连接，用于限位容器；所上述护栏下边缘设置有脚柱，所述安装座侧壁上设置有弹簧槽，所述弹簧槽底部设置有所述脚柱；所述护栏与所述安装座通过弹簧连接，所述弹簧两端分别套设在所述护栏和所述安装座的所述脚柱上；所述护栏侧壁设置有一端与所述护栏上边缘连接的弹性卡片，所述弹性卡片外侧设置有截面为直角梯形的凸起，所述凸起与所述上壳体和所述下壳体内壁上的所述卡槽相配合卡接。所述按钮不按下时，所述按钮与所述壳体内壁齐平，当所述按钮按下时，所述按钮突出所述壳体内壁，推动所述护栏上的所述弹性卡片，使得所述凸起脱离所述下壳体的所述卡槽。所述凸块高度与所述凸起高度之和大于或略大于所述通孔长度。

优选的，将所述护栏垂直按下，所述凸起卡接在所述下壳体内壁上的所述卡槽内，从而降低所述护栏高度，便于收纳携带；通过同时按下所述按钮和所述菲涅尔透镜，所述按钮和所述按压座上的凸块同时推动所述弹性卡片上的所述凸起脱离所述下壳体内壁上的所述卡槽，在所述弹簧的弹力作用下，所述护栏弹起一定高度，所述凸起滑动至所述上壳体内壁上的所述卡槽内，锁住所述护栏的高度。增加所述护栏的高度使得放置的水杯不易倾倒。

优选的，所述外壳外侧壁上还安装有显示屏，所述外壳外侧壁上设置有显示屏安装槽，所述显示屏位于所述显示屏安装槽内，所述显示屏与所述电路板电连接。所述智能机器人通过所述显示屏显示不同颜色引起所述用户注意。所述电路板与所述显示屏的连接结构为现有技术，采用常规技术手段实现。

优选的，所述电路板上包括控制器、喇叭、充电电池、红外线发射器、红外线接收器和振动马达；所述喇叭、所述充电电池、所述红外线发射器、所述红外线接收器和所述振动马达均与所述控制器电连接；所述红外线发射器和所述红外线接收器的探头伸出所述外壳侧壁，实现智能机器人避障和防掉落运动，采用所述红外线发射器和所述红外线接收器与所述控制器连接的设置采用现有技术中的技术方案实现，现有技术中采用红外线实现避障的技术手段已经成熟和普遍。所述控制器还电连接所述显示屏。

优选的，所述移动轮包括驱动轮和从动轮；所述驱动轮和所述从动轮安装在所述下壳体下底面，所述驱动轮和所述从动轮分别有两个，且相对分布，所述驱动轮和所述从动轮间隔分布；所述下壳体下底面内侧安装有减速马达，所述减速马达位于所述电路板下方，所述减速马达的输出轴与所述驱动轮连接，并与所述电路板上的所述控制器电连接，每一个所述驱动轮连接一个所述减速马达；所述从动轮为球形万向轮。

优选的，所述下壳体下底面设置有按键和拨动开关，所述按键和所述拨动开关与所述电路板上的所述控制器电连接。所述按键控制提醒时间，所述定时时间依次设置为20、30和40分钟，每按一次所述按键定时时间跳转到下一个设置时间，长按所述按键超过3秒，则关闭所述智能机器人；所述拨动开关为所述喇叭的静音开关，通过所述拨动开关控制所述喇叭开启或关闭。通过按键控制定时器进行计时。

优选的，所述电路板上设置有micro USB接口，并贯穿所述外壳；所述电路板上还设置有蓝牙模块。micro USB接口的连接与蓝牙模块的设置为现有技术，通过micro USB接口可以实现充电电池的充电以及与电路板上控制器的有线数据传输，通过蓝牙模块可以实现与电路板上控制器的无线数据传输。

优选的，所述外壳为下底面密封的圆柱筒体；所述护栏为圆柱筒体，且所述上边缘直径大于所述护栏下边缘和所述外壳下底面直径；所述安装座包括底座和侧壁，所述底座上设置有所述脚柱和所述力传感器，分体设置所述安装座便于拼装。

优选的，所述智能机器人具有运动提醒模式和暴走模式，当所述计时时间到达设定的所述提醒时间时，所述智能机器人启动运动提醒模式，进行远离运动引起用户注意，远离的距离为设定距离，当通过所述PIR热释红外传感器检测到所述用户起身活动，或者所述力传感器检测到所述水瓶被拿起，通过正反馈控制所述智能机器人运动归位，并且同时将所述计时时间清零，通过所述喇叭播放正反馈音乐并伴随所述正反馈音乐进行节奏运行，鼓励所述用户活动或喝水，所述节奏运动包括通过控制所述驱动轮转速和振动马达进行转圈、前进、后退和震动等；否则通过负反馈控制所述智能机器人，所述智能机器人继续按照设定距离进行移动动作跑远，同时通过喇叭播放一段负反馈音乐，定时计时继续；当所述定时时间等于所述提醒时间的整倍数且小于90分钟时，重复上述所述运动提醒模式；

所述暴走模式在所述计时时间到达90分钟时开启，所述暴走模式包括随机运动、震动、噪音和显示屏闪烁，通过上述一种或多种执行形式反对所述用户久坐，当所述用户拿起水瓶后所述暴走模式关闭，同时所述定时时间清零。

优选的，除所述暴走模式外的所述智能机器人运动过程中，通过算法控制所述半球形菲涅尔透镜在停止运动时对准所述用户。

优选的，在所述运动提醒模式中，还包括振动形式和屏显形式，振动形式通过所述振动马达实现振动提醒，并且所述震动频率和幅度可调节；所述屏显形式通过所述显示屏闪烁显示不同颜色实现久坐提醒。

一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人工作方法，具体过程如下：

步骤1：通过长按按键开机，并通过所述按键选择提醒时间；

步骤2：同时按下菲涅尔透镜和按钮，令护栏弹起，将所述智能机器人放置于桌面，调整所述菲涅尔透镜对准用户，将水瓶放入所述护栏内；

步骤3：如果所述智能机器人中的力传感器检测到所述水瓶重量，则定时开始，且所述菲涅尔透镜内的PIR热释红外传感器识别所述用户行为；否则，所述智能机器人保持静止，不工作；

步骤4：将所述用户行为传输至所述智能机器人中的控制器，在所述定时时间未到达所述提醒时间时，如果判断所述用户行为具有大幅运动，则所述控制器生成正反馈信号，控制定时时间清零，通过喇叭播放正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；否则定时计时继续；

步骤5：当所述定时时间到达所述提醒时间，所述控制器驱动减速马达，从而控制驱动轮转动，控制所述智能机器人进入运动提醒模式；

步骤6：所述智能机器人按照设定距离进行移动动作，如果所述力传感器检测到所述水瓶被拿起，所述智能机器人归位，如果同时所述力传感器检测到所述水瓶被放回，且质量减少，则判断所述用户完成喝水动作，所述控制器生成所述正反馈信号，控制所述定时时间清零、控制所述喇叭播放所述正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；或者所述用户具有所述大幅运动，则所述智能机器人归位，所述控制器生成所述正反馈信号，控制所述定时时间清零、控制所述喇叭播放所述正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；否则，所述智能机器人按照所述设定距离继续进行所述移动动作，同时通过所述喇叭播放负反馈音乐，所述定时计时继续；

步骤7：当所述定时时间等于所述提醒时间的整倍数且小于最大提醒时间时，则进入所述步骤6；当所述定时时间超过90分钟，则所述智能机器人进入暴走模式；

步骤8：当进入所述暴走模式的所述智能机器人检测到所述水瓶被拿起，则所述智能机器人归位；否则，所述智能机器人保持所述暴走模式；

步骤9：如果所述水瓶被拿起时间大于10分钟，或者长按所述按键大于3秒，则所述智能机器人关机。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人及工作方法，智能机器人包括由上壳体和下壳体构成的外壳、护栏、显示屏、由驱动轮和从动轮构成的移动轮、电路板、PIR热释红外传感器和力传感器；护栏通过安装座安装在下壳体内，护栏与安装座通过弹簧弹性连接，护栏侧壁设置有弹性卡片，弹性卡片外侧设置有凸起，上壳体和下壳体内侧壁上设置有与凸起向配合卡接的卡槽，使得护栏可实现在外壳内的高度变换；外壳的外侧壁上设置有显示屏可进行图文显示；移动轮安装在下壳体的下底面下侧，驱动轮通过减速马达连接电路板，电路板控制驱动轮带动智能机器人移动，从动轮可保证智能机器人实现各个方向平稳的自由移动；PIR热释红外传感器安装在外壳上，并且贯穿外壳侧壁，与电路板连接，可检测处于PIR热释红外传感器前面的用户是否进行活动；力传感器安装于安装座下底面的上表面，由于智能机器人为上开口设置，可作为水杯座使用，将水杯放置于护栏内，由力传感器检测水杯是否被拿起；同时由电路板可控制智能机器人进行久坐计时，并设置提醒时间，根据提醒时间和久坐时间开启运动提醒模式或暴走模式，从而强制提醒用户进行活动或喝水；电路板固定安装于下壳体内的安装座下方，电路板上还设置有小型振动马达、红外线发射器和红外线接收器、喇叭，在对用户进行久坐提醒时可以开启小型振动马达进行振动提醒，开启喇叭进行播放旋律反馈，利用红外线发射器和红外线接收器实现避障运动。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的智能机器人整体结构爆炸图；

图2附图为本发明提供的智能机器人整体结构示意图；

图3附图为本发明提供的智能机器人正视图；

图4附图为本发明提供的智能机器人俯视图；

图5附图为本发明提供的护栏按下时智能机器人侧视剖面图；

图6附图为本发明提供的护栏弹起时智能机器人侧视剖面图；

图7附图为本发明提供的护栏整体结构示意图；

图8附图为本发明提供的护栏正视图；

图9附图为本发明提供的护栏侧视剖面图；

图10附图为本发明提供的安装座的底座结构示意图；

图11附图为本发明提供的智能机器人仰视结构示意图；

图12附图为本发明提供的智能机器人放置水瓶示意图；

图13附图为本发明提供的智能机器人工作流程示意图。

附图中：11-护栏，111-弹性卡片，112-凸起，113-脚柱，121-弹簧槽，122-侧壁，123-底座，13-弹簧，21-上壳体，22-下壳体，221-按键，222-拨动开关，23-卡槽，24-菲涅尔透镜，25-按钮，26-按压座，261-凸块，27-透镜安装槽，3-显示屏，31-显示屏安装槽，41-驱动轮，42-从动轮，43-减速马达，5-电路板，6-PIR热释红外传感器。

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。

本发明实施例公开了一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，包括：外壳、移动轮、电路板5、力传感器、PIR热释红外传感器6和安装座；所述安装座固定安装在所述外壳内，在所述安装座上放置容器；所述安装座与所述容器底面相接触的底面上安装所述力传感器；电路板5安装在外壳下底面内侧，位于安装座下方；移动轮安装在外壳下底面上，并与电路板5电连接；PIR热释红外传感器6贯穿固定在外壳外侧壁上，并与电路板5电连接。

为了进一步优化上述技术方案，外壳包括上壳体21和下壳体22，上壳体21和下壳体22拼接形成完整壳体，上壳体21和下壳体22拼接处设置有两个通孔，PIR热释红外传感器6通过按压座26安装在一个通孔上，采用半球形菲涅尔透镜24扣合在按压座26上，并卡接在上壳体21和下壳体22外侧壁的透镜安装槽内27；按压座26安装有PIR热释红外传感器6对侧面设置有凸块261，凸块261位于通孔内；另一个通孔安装有按钮25；安装座与下壳体22固定连接；上壳体21与下壳体22内壁上还设置有卡槽23，按钮25贯穿通孔并位于下壳体22内壁的卡槽23的上方。

为了进一步优化上述技术方案，菲涅尔透镜24安装在上壳体21和下壳体22拼接形成的透镜安装槽27内，按压座26与上壳体21、下壳体22之间留有缝隙。

为了进一步优化上述技术方案，还包括护栏11，护栏11与安装座固定连接，用于限位容器；护栏11上边缘高于外壳上边缘；所上述护栏11下边缘设置有脚柱113，安装座侧壁上设置有弹簧槽121，弹簧槽121底部设置有脚柱113；护栏11与安装座通过弹簧13连接，弹簧两端分别套设在护栏11和安装座的脚柱113上；护栏11侧壁设置有一端与护栏11上边缘连接的弹性卡片111，弹性卡片111外侧设置有截面为直角梯形的凸起112，凸起112与上壳体21和下壳体22内壁上的卡槽23相配合卡接。按钮25不按下时，按钮25与壳体内壁齐平，当按钮25按下时，按钮25突出壳体内壁，推动护栏11上的弹性卡片111，使得凸起112脱离下壳体22的卡槽23。按压座26上的凸块261高度与弹性卡片111上凸起112高度之和大于或略大于上壳体21和下壳体22拼接形成的通孔的长度。

为了进一步优化上述技术方案，将护栏11垂直按下，凸起112卡接在下壳体22内壁上的卡槽23内，从而降低护栏11高度，便于收纳携带；通过同时按下按钮25和菲涅尔透镜24，按钮25和按压座26上凸块261同时推动护栏11上相对的两个通孔处的弹性卡片111上的凸起112脱离下壳体22内壁上的卡槽23，在弹簧13的弹力作用下，护栏11弹起一定高度，凸起112滑动至上壳体21内壁上的卡槽23内，锁住护栏11的高度。增加护栏11的高度使得放置的水杯不易倾倒。

为了进一步优化上述技术方案，外壳外侧壁上还安装有显示屏3，外壳外侧壁上设置有显示屏安装槽31，显示屏3位于显示屏安装槽31内，显示屏3与电路板5电连接。智能机器人通过显示屏3显示不同颜色引起用户注意。电路板5与显示屏3的连接结构为现有技术，采用常规技术手段实现。

为了进一步优化上述技术方案，电路板5上包括控制器、喇叭、充电电池、红外线发射器、红外线接收器和振动马达；喇叭、充电电池、红外线发射器、红外线接收器和振动马达均与控制器电连接；红外线发射器和红外线接收器的探头伸出外壳侧壁，实现智能机器人避障和防掉落运动，采用红外线发射器和红外线接收器与控制器连接的设置采用现有技术中的技术方案实现，现有技术中采用红外线实现避障的技术手段已经成熟和普遍。控制器还电连接显示屏3。

为了进一步优化上述技术方案，移动轮包括驱动轮41和从动轮42；驱动轮41和从动轮42安装在下壳体下底面，驱动轮41和从动轮42分别有两个，且相对分布，驱动轮41和从动轮42间隔分布；下壳体22下底面内侧安装有减速马达43，减速马达43位于电路板5下方，减速马达43的输出轴与驱动轮41连接，并与电路板5上的控制器电连接，每一个驱动轮41连接一个减速马达43；从动轮42为球形万向轮。

为了进一步优化上述技术方案，下壳体下底面设置有按键221和拨动开关222，按键221和拨动开关222与电路板5上的控制器电连接。按键221控制提醒时间，定时时间依次设置为20、30和40分钟，每按一次按键221定时时间跳转到下一个设置时间，长按按键221超过3秒，则关闭智能机器人；拨动开关222为喇叭的静音开关，通过拨动开关222控制喇叭开启或关闭。通过按键221进行定时设置，开启定时器的定时时间。

为了进一步优化上述技术方案，电路板5上设置有micro USB接口，并贯穿外壳；电路板5上还设置有蓝牙模块。

为了进一步优化上述技术方案，外壳为下底面密封的圆柱筒体；护栏11为圆柱筒体，且上边缘直径大于护栏11下边缘和外壳下底面直径；安装座包括底座123和侧壁122，底座123上设置有脚柱113和力传感器，分体设置安装座便于拼装。

为了进一步优化上述技术方案，除暴走模式外的智能机器人运动过程中，通过算法控制半球形菲涅尔透镜24在停止运动时对准用户。

为了进一步优化上述技术方案，智能机器人具有运动提醒模式和暴走模式，当定时时间到达设定的提醒时间时，智能机器人启动运动提醒模式，进行自动运动引起用户注意，当通过PIR热释红外传感器6检测到用户起身活动，或者力传感器检测到水瓶被拿起且重量减轻，通过正反馈控制智能机器人运动归位，并且同时将定时时间清零，或者同时通过喇叭播放正反馈音乐并伴随正反馈音乐进行节奏运动来鼓励用户活动或喝水；否则通过负反馈控制智能机器人，智能机器人继续进行移动动作，同时通过喇叭播放负反馈音乐，定时计时继续；当定时时间达到提醒时间的整倍数且小于90分钟时，再次执行上述运动提醒模式；

暴走模式在定时时间到达90分钟时开启，暴走模式包括随机运动、震动、噪音和显示屏3闪烁，通过上述一种或多种执行形式反对用户久坐，当用户拿起水瓶后暴走模式关闭，同时显示屏3上的定时时间清零。

为了进一步优化上述技术方案，在运动提醒模式中，还包括振动形式和屏显形式，振动形式通过振动马达实现振动提醒，并且震动频率和幅度可调节；屏显形式通过显示屏3闪烁显示不同颜色实现久坐提醒。

为了进一步优化上述技术方案，按键221控制智能机器人开关机，并设定提醒时间，当提醒时间设定完成，在护栏内放入水瓶后则智能机器人计时开始，水瓶被拿起后定时时间清零，如果水瓶被拿起时间超过10分钟，智能机器人自动关机。

一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人工作方法，具体过程如下：

S1：通过按下按键221开机，并通过按键221选择提醒时间；

S2：同时按下菲涅尔透镜24和按钮25，令护栏11弹起，将智能机器人放置于桌面，调整菲涅尔透镜24对准用户，将水瓶放入护栏11内；

S3：如果智能机器人中的力传感器检测到水瓶重量，则定时开始，且菲涅尔透镜24内的PIR热释红外传感器6识别所述用户行为；否则，智能机器人保持静止，不工作；

S4：将用户行为传输至智能机器人中的控制器，在定时时间未到达提醒时间，如果判断用户行为具有大幅运动，则控制器生成正反馈信号，控制定时时间清零，通过喇叭播放正反馈声音信息并伴随正反馈声音信息进行节奏运动；否则定时计时继续；

S5：当定时时间到达提醒时间，控制器驱动减速马达43，从而控制驱动轮41转动，控制智能机器人进入运动提醒模式；

S6：智能机器人按照设定距离进行移动动作，如果力传感器检测到水瓶被拿起，智能机器人归位，如果同时力传感器检测到水瓶被放回，且质量减少，则判断用户完成喝水动作，控制器生成正反馈信号，控制定时时间清零、控制喇叭播放正反馈声音信息并伴随正反馈声音信息进行节奏运动；或者用户具有所述大幅运动，则智能机器人归位，控制器生成正反馈信号，控制定时时间清零、控制喇叭播放正反馈声音信息并伴随正反馈声音信息进行节奏运动；否则，智能机器人按照设定距离继续进行移动动作，同时通过喇叭播放负反馈音乐提醒用户运动或喝水，定时计时继续；

S7：当定时时间等于提醒时间的整倍数且小于90分钟时，重复S6过程；如果定时时间超过90分钟，则智能机器人进入暴走模式；

S8：当进入暴走模式的智能机器人检测到水瓶被拿起，则智能机器人归位；否则，智能机器人保持暴走模式；

S9：如果水瓶被拿起时间大于10分钟，或者长按按键，则智能机器人关机。

实施例

本发明通过FSR(力传感器)接收到水杯(或水瓶)重量激活PIR热释红外传感器6，通过PIR热释红外传感器6判断用户是否久坐，电路板5上的控制器中程序计算用户久坐时间，通过程序在用户久坐一段时间后控制机器人自动运动来引起用户注意并提醒时间，通过PIR热释红外传感器6和FSR(力传感器)接受用户行为，具体是指通过PIR热释红外传感器6接受用户是否活动、活动幅度和活动时间，以及通过FSR(力传感器)接收用户是否喝水，如果活动时间足够或者确定用户喝水，则通过正反馈即运动归位，同时定时时间清零和播放正反馈音乐并伴随正反馈音乐进行节奏运动等来鼓励用户的活动或喝水；否则进行负反馈，而负反馈可以为运动、负反馈音乐等，如果用户久坐时间过程，智能机器人会进入暴走模式，暴走模式可以通过随机运动、震动、噪音和显示屏3闪烁等来反对久坐行为。电路板5上的控制器在运动中通过算法，保证半球形菲涅尔透镜24在智能机器人停止运动时对准用户(除暴走模式)，并且通过马达、红外线发射器和接收器根据程序控制令机器人在平面上运动，并做出避障和防掉落动作，同时控制喇叭播放的旋律、振动马达的震动、显示屏3变色闪烁。智能机器人通过上述设定鼓励用户活动或喝水，以便减少久坐时间，改变久坐的习惯。

智能机器人还可以充当水杯座，在上面放置水杯(或水瓶)，通过将护栏11垂直按下，会卡接在外壳内侧壁上将护栏11锁住，便于携带，而在按下外壳外侧壁上的按钮25时，由于护栏11与安装座12共连接有4个弹簧13，均匀分布在安装座的四个柱状弹簧槽121中，4个弹簧13一同连接护栏11脚柱113，护栏11会因弹簧13的弹力弹起一定高度，外壳内侧壁的相应高度上分别设有用于锁扣的卡槽23，对应护栏11外侧的突起，将护栏11固定在弹起一定高度的位置，从而实现护栏11两个高度的转换，当护栏11升高时，便于水杯(或水瓶)的放置，不易倾斜洒漏。

智能机器人内置充电电池，固定安装在电路板5上，并且在电路板5上设置有microUSB接口，且micro USB接口穿过外壳侧壁，在电量不足时，通过USB数据线充电连接microUSB接口为充电电池充电。

智能机器人久坐提醒的具体实现过程为：

(1)用户按下智能机器人底面按键选择希望提醒的时间间隔，将其放于桌上并将PIR热释红外传感器6及半球形菲涅尔透镜24对准自己，向护栏11内放一个水杯(或水瓶)进去，FSR(力传感器)接收到重量激活PIR热释红外传感器6，开始识别用户是否在办公或学习，即保持坐姿不动，之后开始计时。所以，当用户希望集中一段时间时，只需把水杯(或水瓶)拿出即可，智能机器人将保持计时静止。

(2)菲涅尔透镜外圈的显示屏3会显示久坐时间，显示屏3正视图为环形，通过环形显示屏3点亮的弧形长度表示久坐时间，例如，当六分之一圆环显示屏3被点亮时表示久坐时间达到15分钟，当二分之一圆环被点亮表示久坐时间达到45分钟；当久坐时间在希望提醒的时间之内，如果智能机器人侦测到用户活动或喝水，则久坐时间会重新计时，播放正反馈音乐并伴随正反馈音乐进行节奏运动。当到达用户希望提醒的时间时，智能机器人会自动运动远离用户，这时用户注意到其运动便知道已经坐了有一段时间，此时用户可以选择起来活动一段时间或者拉伸身体拿起智能机器人中的水杯(或水瓶)喝水亦或是无视。

(3)假如用户采取了前两种选择，则智能机器人给予正反馈，若采取了第三种选择，则给予负反馈，并且在久坐时间处于90分钟内，且到达希望提醒的时间的整数倍时重复上述(2)中的到达希望提醒时间时的动作和判断；当久坐时间到达90分钟，智能机器人进入暴走模式，只有把水杯(或水瓶)拿起才能停止其暴走。这样，用户会时不时活动或喝水，而喝水喝多了会无意识地上厕所也增加了活动。

总而言之，本发明通过让用户注意到久坐的时间和其上放置的水杯(或水瓶)，并通过正负反馈来鼓励他们多活动、鼓励喝水、反对久坐，帮助人们减少久坐时间，增加间歇性活动，时不时的活动，养成健康的工作生活方式，鼓励适时摄取水分。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，包括：外壳、移动轮、电路板(5)、力传感器、PIR热释红外传感器(6)和安装座；所述安装座固定安装在所述外壳内，在所述安装座上放置容器；所述安装座与所述容器底面相接触的底面上安装所述力传感器；所述电路板(5)安装在所述外壳内；所述移动轮安装在所述外壳下底面上，并与所述电路板(5)电连接；所述PIR热释红外传感器(6)固定在所述外壳外侧壁上，并与所述电路板(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述智能机器人具有运动提醒模式和暴走模式。

3.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述外壳包括上壳体(21)和下壳体(22)，所述上壳体(21)和所述下壳体(22)拼接形成所述外壳，所述上壳体(21)和所述下壳体(22)拼接处设置有两个通孔，所述PIR热释红外传感器(6)通过按压座(26)安装在一个所述通孔上，采用半球形菲涅尔透镜(24)扣合在所述按压座(26)上，并卡接在所述上壳体(21)和所述下壳体(22)外侧壁上；所述按压座(26)安装有所述PIR热释红外传感器(6)对侧面设置有凸块(261)，所述凸块(261)位于所述通孔内；另一个所述通孔安装有按钮(25)；所述安装座与所述下壳体(22)固定连接；所述上壳体(21)与所述下壳体(22)内壁上设置有卡槽(23)，所述按钮(25)贯穿所述通孔并位于所述下壳体(22)内壁的所述卡槽(23)的上方。

4.根据权利要求3所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，还包括护栏(11)，所述护栏(11)与所述安装座固定连接，用于限位容器；所述护栏(11)下边缘设置有脚柱(113)，所述安装座侧壁上设置有弹簧槽(121)，所述弹簧槽底部设置有所述脚柱(113)；所述护栏(11)与所述安装座通过弹簧(13)连接，所述弹簧(13)两端分别套设在所述护栏(11)和所述安装座的所述脚柱(113)上；所述护栏(11)侧壁设置有一端与所述护栏(11)上边缘连接的弹性卡片(111)，所述弹性卡片(111)外侧设置有截面为直角梯形的凸起(112)，所述凸起(112)与所述上壳体(21)和所述下壳体(22)内壁上的所述卡槽(23)相配合卡接。

5.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述外壳外侧壁上还安装有显示屏(3)，所述外壳外侧壁上设置有显示屏安装槽(31)，所述显示屏(3)位于所述显示屏安装槽(31)内，所述显示屏(3)与所述电路板(5)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述电路板(5)上包括控制器、喇叭、充电电池、红外线发射器、红外线接收器和振动马达；所述喇叭、所述充电电池、所述红外线发射器、所述红外线接收器和所述振动马达均与所述控制器电连接；所述红外线发射器和所述红外线接收器的探头伸出所述外壳侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述移动轮包括驱动轮(41)和从动轮(42)；所述驱动轮(41)和所述从动轮(42)安装在所述外壳下底面；所述外壳下底面内侧安装有减速马达(43)，所述减速马达(43)位于所述电路板(5)下方，所述减速马达(43)的输出轴与所述驱动轮(41)连接，并与所述电路板电连接；所述从动轮(42)为球形万向轮。

8.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述外壳下底面设置有按键(221)和拨动开关(222)，所述按键(221)和所述拨动开关(222)与所述电路板(5)电连接。

9.根据权利要求1所述的一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人，其特征在于，所述外壳为下底面密封的圆柱筒体；所述护栏(11)为圆柱筒体，且所述上边缘直径大于所述护栏(11)下边缘和所述外壳下底面直径；所述安装座包括底座(123)和侧壁(122)，所述底座(123)上设置有所述脚柱(113)和所述力传感器。

10.一种通过行为交互帮助减少久坐的智能机器人工作方法，其特征在于，具体过程如下：

步骤1：通过按键(221)开机，并通过所述按键(221)选择提醒时间；

步骤2：同时按下菲涅尔透镜(24)和按钮(25)，令护栏(11)弹起，将所述智能机器人放置于桌面，调整所述菲涅尔透镜(24)对准用户，将水瓶放入所述护栏(11)内；

步骤3：如果所述智能机器人中的力传感器检测到所述水瓶重量，则定时开始，且所述菲涅尔透镜内的PIR热释红外传感器识别所述用户行为；否则，所述智能机器人保持静止，不工作；

步骤4：将所述用户行为传输至所述智能机器人中的控制器，如果判断所述用户行为在所述定时时间未到达所述提醒时间时具有大幅运动，则所述控制器生成正反馈信号，控制定时时间清零，通过喇叭播放正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；否则定时计时继续；

步骤5：当所述定时时间到达所述提醒时间，所述控制器驱动减速马达，从而控制驱动轮转动，控制所述智能机器人进入运动提醒模式；

步骤6：所述智能机器人按照设定距离进行移动动作，如果所述力传感器检测到所述水瓶被拿起，所述智能机器人归位，如果同时所述力传感器检测到所述水瓶被放回，且质量减少，则判断所述用户完成喝水动作，所述控制器生成所述正反馈信号，控制所述定时时间清零、控制所述喇叭播放所述正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；或者所述用户具有所述大幅运动，则所述智能机器人归位，所述控制器生成所述正反馈信号，控制所述定时时间清零、控制所述喇叭播放所述正反馈声音信息并伴随所述正反馈声音信息进行节奏运动；否则，所述智能机器人按照所述设定距离继续进行所述移动动作，同时通过所述喇叭播放负反馈音乐，所述定时计时继续；

步骤7：当所述定时时间等于所述提醒时间的整倍数且小于最大提醒时间时，则进入所述步骤6；当所述定时时间超过最大提醒时间，则所述智能机器人进入暴走模式；

步骤8：当进入所述暴走模式的所述智能机器人检测到所述水瓶被拿起，则所述智能机器人归位；否则，所述智能机器人保持所述暴走模式；

步骤9：如果所述水瓶被拿起时间大于待机时间，或者通过按下所述按键，所述智能机器人关机。

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