CN111904194A - 一种可调节高度的智能座椅 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可调节高度的智能座椅,通过测得座椅合法用户的移动速度情况,然后控制器根据用户移动速度和时间间隔情况,得到用户的习惯性移动速度,在用户试坐到座椅上后,由座椅测得用户试坐时的腿部高度以及该用户的心率情况,再根据用户的心率情况不断令支撑柱转动升高,直到经支撑柱升高后的座椅高度满足用户的舒适的心率范围,再以该心率时刻所对应的座椅高度作为适配该试坐用户的座椅最佳高度,最后再用户下一次试图坐到座椅上时,该座椅即可以通过用户的移动终端内蓝牙模块的识别号,进而命令电动驱动机构不断逐级驱动支撑柱转动升高至座椅最佳高度,实现了智能座椅针对其合法用户坐下时具有较高舒适度的座椅高度智能化调整。
Description
技术领域
本发明涉及智能控制领域,尤其涉及一种可调节高度的智能座椅。
背景技术
座椅已经成为人们日常生活、办公和休闲的必备物品,座椅的结构设计是否合理以及座椅的高度是否合适,直接关系到座椅使用者的健康、舒适感和工作效率。
当前市场上的座椅主要有两大类,一类是采用固定座高的座椅,二是可以手动调节的座椅。当然,固定座高的座椅只能适用于绝大多数人群,手动调节的座椅虽然可以由使用者根据自己的坐下时的舒适度来调节,但是,这种调整是需要使用者坐上后慢慢调整至自己认为舒适的程度,手动调节的过程显然较为麻烦,而且不够智能化和自动化。因此,如何赋予座椅“智慧”能力,实现座椅能够根据使用者的情况提前智能自动地调整座椅高度,使座椅高度满足该使用者坐上时的舒适感,成为座椅加工制造领域的一个新的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种可调节高度的智能座椅。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种可调节高度的智能座椅,包括:
坐垫,安装有座椅靠背和座椅扶手;其中,座椅靠背与坐垫所处水平面之间的倾斜角度可调;
支撑柱,通过执行机构与坐垫套接;其中,所述支撑柱上具有螺纹段,执行结构具有与支撑柱的螺纹段相互配合连接的螺纹孔;
座椅底座,与支撑柱套接在一起;
其特征在于,该智能座椅还包括:
位移传感器,设置在支撑柱上;其中,支撑柱由电动驱动机构驱动升降;
红外测距仪,设置在执行结构的表面,该红外测距仪用以检测前方人体距离该智能座椅的距离;
计时器;
测高传感组件,具有第一测高传感器和第二测高传感器,第一测高传感器设置在坐垫的边缘位置,第二测高传感器设置在座椅底座的边缘;
按摩组件,具有多个按摩装置;其中,所述座椅靠背和所述座椅扶手均设置有按摩装置;
心率检测装置,设置在座椅扶手上以检测用户的心率数据;
压力传感器,嵌设在坐垫内;
倾斜角度传感器,设置在座椅靠背上;
蓝牙通信装置,嵌设在支撑柱内;
温度传感器,设置在座椅扶手上,以检测该智能座椅所处环境的温度数据;
第一加热装置,设置在座椅靠背上;
第二加热装置,设置在坐垫上;
音频播放器,设置在座椅靠背的顶部;
存储器,分至少存储有音频数据,该存储器别连接位移传感器、红外测距仪、计时器、第一测高传感器、第二测高传感器、各按摩装置、心率检测装置、压力传感器、倾斜角度传感器、蓝牙通信装置、温度传感器和音频播放器;
控制器,分别连接位移传感器、红外测距仪、计时器、第一测高传感器、第二测高传感器、各按摩装置、心率检测装置、压力传感器、倾斜角度传感器、蓝牙通信装置、温度传感器、第一加热装置、第二加热装置、音频播放器、存储器和电动驱动机构;其中,所述控制器根据接收的位移数据、红外测距数据、测高数据、心率数据、压力数据以及倾斜角度数据做融合处理,形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令,并令电动驱动机构根据所述座椅高度自动调整指令驱动支撑柱转动升降。
改进地,在所述可调节高度的智能座椅中,所述控制器按照如下步骤1~步骤10方式形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令:
步骤1,所述控制器在预设时间段内接收红外测距仪发送来的多个红外测距数据,计算所接收前后两个红外测距数据之间的时间间隔;其中,预设时间段标记为T,该预设时间段内所接收到的红外测距数据总数量标记为N,接收到的第n个红外测距数据标记为dn,接收第n个红外测距数据dn与接收第n+1个红外测距数据dn+1之间的时间间隔标记为△tn,1≤n≤N-1;
步骤2,所述控制器计算用户在所得各时间间隔内的平均移动速度,并根据所得所有平均移动速度,计算该用户的习惯性移动速度;其中,用户在时间间隔△tn内的平均移动速度标记为v(△tn),用户的习惯性移动速度标记为V:
步骤3,所述控制器命令蓝牙通信装置启动,建立蓝牙通信装置与用户的移动终端之间的蓝牙通信连接,并存储该移动终端所具有蓝牙模块的蓝牙识别号;
步骤4,所述控制器命令用户预先在该智能座椅的坐垫上进行试坐测试,且经该用户的授权允许后,控制器命令心率检测装置采集该用户在预设心率采集时间段内的平均心率;其中,该用户的平均心率标记为Rate;
步骤5,所述控制器在确定用户试坐到该智能座椅的坐垫上后,控制器在预设采集时间段内根据第一测高传感器和第二测高传感器在相同时刻分别发送来的测高数据,计算该用户在试坐时的腿部高度;其中,用户在试坐时的腿部高度标记为H,预设采集时间段标记为T1,控制器在该预设采集时间段T1所接收第一测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器所接收第一测高传感器的第i个测高数据标记为h1i,控制器在该预设采集时间段T1所接收第二测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器所接收第二测高传感器的第i个测高数据标记为h2i:
步骤6,所述控制器将支撑柱的螺纹段预先平均分成多个升高的增幅级,并且令电动驱动机构逐个增幅级的方式驱动支撑柱转动升高;其中,所述支撑柱的螺纹段长度标记为L,支撑柱的螺纹段被预先平均分成K个升高的增幅级,每个增幅级所对应的增幅高度标记为所述座椅在支撑柱未升高时的原始高度标记为HChair,0;
步骤7,所述控制器在支撑柱转动升高过程中,不断处理心率检测装置发送来的心率数据,并且在任一心率数据位于预设的心率数值范围内时,控制器记录当前时刻值,并且得到支撑柱升高的总增幅级数量;其中,支撑柱升高的总增幅级数量标记为k,1≤k≤K;
步骤8,所述控制器以记录的所述当前时刻值所对应的座椅高度作为适配该试坐用户的座椅最佳高度,将该最佳高度与所述移动终端的蓝牙识别号建立关联;其中,与该移动终端的蓝牙识别号相关联的座椅最佳高度标记为Hopt:
HChair,opt=HChair,0+k·△L;
步骤9,所述控制器命令蓝牙通信装置启动蓝牙识别号搜索,并且再次检测到所述蓝牙识别号时,控制器接收当前红外测距仪发送来的红外测距数据,计算允许座椅调整自身高度的高度调整时限;其中,接收的当前红外测距数据标记为d,所述高度调整时限标记为tLimit,
步骤10,所述控制器命令电动驱动机构启动,驱动支撑柱转动升高,以使得座椅高度在所述高度调整时限内调整至与该蓝牙识别号相对应的座椅最佳高度。
改进地,所述可调节高度的智能座椅还包括:座椅高度调整至所述座椅最佳高度后,智能座椅接收用户的移动终端的指令,以由智能座椅的音频播放器调取播放所述存储内的音频数据。
再改进,所述可调节高度的智能座椅还包括:所述控制器根据接收的温度数据控制第一加热装置和第二加热装置启动加热工作:
所述控制器判断温度数据低于预设温度阈值时,命令第一加热装置和第二加热装置启动加热工作,否则,控制器不予发送控制命令给第一加热装置和第二加热装置。
进一步地,所述控制器通过蓝牙方式接受用户的移动终端的指令,由该控制器分别命令各按摩装置启动按摩动作。
再进一步地,在所述可调节高度的智能座椅中,所述控制器发送按摩参数调整界面给用户的移动终端,以接受用户对按摩参数的调整。
与现有技术相比,本发明的优点在于:该发明的智能座椅通过测得座椅合法用户的移动速度情况,然后控制器根据用户移动速度和时间间隔情况,得到用户的习惯性移动速度,在用户试坐到座椅上后,由座椅测得用户试坐时的腿部高度以及该用户的心率情况,再根据用户的心率情况不断令支撑柱转动升高,直到经支撑柱升高后的座椅高度满足用户的舒适的心率范围,再以该心率时刻所对应的座椅高度作为适配该试坐用户的座椅最佳高度,最后再用户下一次试图坐到座椅上时,该座椅即可以通过用户的移动终端内蓝牙模块的识别号,进而命令电动驱动机构不断逐级驱动支撑柱转动升高至座椅最佳高度,实现了智能座椅针对其合法用户坐下时具有较高舒适度的座椅高度智能化调整。
附图说明
图1为本发明实施例中可调节高度的智能座椅示意图;
图2为智能座椅内的主要部件连接示意图;
图3为本发明实施例中的控制器形成座椅高度自动调整指令的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1所示,本实施例提供一种可调节高度的智能座椅,包括:
坐垫1,安装有座椅靠背2和座椅扶手3;其中,座椅靠背2与坐垫1所处水平面之间的倾斜角度可调;
支撑柱4,通过执行机构5与坐垫1套接;其中,支撑柱4上具有螺纹段,执行结构5具有与支撑柱4的螺纹段相互配合连接的螺纹孔;支撑柱的螺纹段长度为L,支撑柱的螺纹段被预先平均分成K个升高的增幅级,每个增幅级所对应的增幅高度标记为座椅在支撑柱未升高时的原始高度标记为HChair,0;
座椅底座6,与支撑柱4套接在一起;
位移传感器701,设置在支撑柱4上;其中,支撑柱4由电动驱动机构8驱动升降和发生角度倾斜;
红外测距仪702,设置在执行结构5的表面,该红外测距仪702用以检测前方人体距离该智能座椅的距离;
计时器703;
测高传感组件,具有第一测高传感器7041和第二测高传感器7042,第一测高传感器7041设置在坐垫1的边缘位置,第二测高传感器7042设置在座椅底座6的边缘;
按摩组件,具有多个按摩装置705;其中,座椅靠背2和座椅扶手3均设置有按摩装置705;按摩装置705的按摩端优选采用球状体结构;
心率检测装置706,设置在座椅扶手3上以检测用户的心率数据;
压力传感器707,嵌设在坐垫1内;
倾斜角度传感器708,设置在座椅靠背2上;
蓝牙通信装置709,嵌设在支撑柱4内;
温度传感器710,设置在座椅扶手3上,以检测该智能座椅所处环境的温度数据;
第一加热装置711,设置在座椅靠背2上;
第二加热装置712,设置在坐垫1上;
音频播放器713,设置在座椅靠背2的顶部;
存储器714,分至少存储有音频数据,该存储器714别连接位移传感器701、红外测距仪702、计时器703、第一测高传感器7041、第二测高传感器7042、各按摩装置705、心率检测装置706、压力传感器707、倾斜角度传感器708、蓝牙通信装置709、温度传感器710和音频播放器713;
控制器715,分别连接位移传感器701、红外测距仪702、计时器703、第一测高传感器7041、第二测高传感器7042、各按摩装置705、心率检测装置706、压力传感器707、倾斜角度传感器708、蓝牙通信装置709、温度传感器710、第一加热装置711、第二加热装置712、音频播放器713、存储器714和电动驱动机构8;其中,控制器715根据接收的位移数据、红外测距数据、测高数据、心率数据、压力数据以及倾斜角度数据做融合处理,形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令,并令电动驱动机构8根据所述座椅高度自动调整指令驱动支撑柱4转动升降。参见图3所示,该实施例的控制器按照如下步骤1~步骤10方式形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令:
步骤1,控制器715在预设时间段内接收红外测距仪发送来的多个红外测距数据,计算所接收前后两个红外测距数据之间的时间间隔;其中,预设时间段标记为T,该预设时间段内所接收到的红外测距数据总数量标记为N,接收到的第n个红外测距数据标记为dn,接收第n个红外测距数据dn与接收第n+1个红外测距数据dn+1之间的时间间隔标记为△tn,1≤n≤N-1;
步骤2,控制器715计算用户在所得各时间间隔内的平均移动速度,并根据所得所有平均移动速度,计算该用户的习惯性移动速度;其中,用户在时间间隔△tn内的平均移动速度标记为v(△tn),用户的习惯性移动速度标记为V:
步骤3,控制器715命令蓝牙通信装置709启动,建立蓝牙通信装置709与用户的移动终端之间的蓝牙通信连接,并存储该移动终端所具有蓝牙模块的蓝牙识别号;
步骤4,控制器715命令用户预先在该智能座椅的坐垫上进行试坐测试,且经该用户的授权允许后,控制器命715令心率检测装置706采集该用户在预设心率采集时间段内的平均心率;其中,该用户的平均心率标记为Rate;
步骤5,控制器715在确定用户试坐到该智能座椅的坐垫上后,控制器715在预设采集时间段内根据第一测高传感器7041和第二测高传感器7042在相同时刻分别发送来的测高数据,计算该用户在试坐时的腿部高度;其中,用户在试坐时的腿部高度标记为H,预设采集时间段标记为T1,控制器在该预设采集时间段T1所接收第一测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器715所接收第一测高传感器的第i个测高数据标记为h1i,控制器在该预设采集时间段T1所接收第二测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器所接收第二测高传感器的第i个测高数据标记为h2i:
步骤6,控制器715将支撑柱4的螺纹段预先平均分成多个升高的增幅级,并且令电动驱动机构8逐个增幅级的方式驱动支撑柱4转动升高;其中,支撑柱4的螺纹段长度标记为L,支撑柱4的螺纹段被预先平均分成K个升高的增幅级,每个增幅级所对应的增幅高度标记为该座椅在支撑柱4未升高时的原始高度标记为HChair,0;
步骤7,控制器715在支撑柱4转动升高过程中,不断处理心率检测装置706发送来的心率数据,并且在任一心率数据位于预设的心率数值范围内时,控制器715记录当前时刻值,并且得到支撑柱升高的总增幅级数量;其中,支撑柱升高的总增幅级数量标记为k,1≤k≤K;预设的心率数值范围为经过针对很多普通用户的多次试验得到的且符合用户舒适度时的心率范围;
步骤8,控制器715以记录的该当前时刻值所对应的座椅高度作为适配该试坐用户的座椅最佳高度,将该最佳高度与移动终端的蓝牙识别号建立关联;其中,与该移动终端的蓝牙识别号相关联的座椅最佳高度标记为Hopt:
HChair,opt=HChair,0+k·△L;
步骤9,控制器715命令蓝牙通信装置709启动蓝牙识别号搜索,并且再次检测到所述蓝牙识别号时,控制器接收当前红外测距仪702发送来的红外测距数据,计算允许座椅调整自身高度的高度调整时限;其中,接收的当前红外测距数据标记为d,高度调整时限标记为tLimit,
步骤10,控制器715命令电动驱动机构8启动,驱动支撑柱4转动升高,以使得座椅高度在高度调整时限tLimit内调整至与该蓝牙识别号相对应的座椅最佳高度Hopt。
当然,在该实施例的座椅高度调整至上述符合用户舒适度的座椅最佳高度后,智能座椅接收用户的移动终端的指令,以由智能座椅的音频播放器调取播放存储内的音频数据。
另外,该实施例中智能座椅的控制器715也可以根据接收的温度数据控制第一加热装置711和第二加热装置712启动加热工作:
控制器715判断温度数据低于预设温度阈值时,命令第一加热装置711和第二加热装置712启动加热工作,否则,控制器715不予发送控制命令给第一加热装置711和第二加热装置712。不仅如此,控制器715也可以通过蓝牙方式接受用户的移动终端的指令,由该控制器715分别命令各按摩装置705启动按摩动作。例如,控制器715可以发送按摩参数调整界面给用户的移动终端,以接受用户对按摩参数的调整,然后按摩装置按照对应的按摩参数执行针对当前座椅上用户的按摩动作。
Claims (6)
1.一种可调节高度的智能座椅,包括:
坐垫(1),安装有座椅靠背(2)和座椅扶手(3);其中,座椅靠背(2)与坐垫(1)所处水平面之间的倾斜角度可调;
支撑柱(4),通过执行机构(5)与坐垫(1)套接;其中,所述支撑柱(4)上具有螺纹段,执行结构(5)具有与支撑柱(4)的螺纹段相互配合连接的螺纹孔;
座椅底座(6),与支撑柱(4)套接在一起;
其特征在于,该智能座椅还包括:
位移传感器(701),设置在支撑柱(4)上;其中,支撑柱(4)由电动驱动机构(8)驱动升降和发生角度倾斜;
红外测距仪(702),设置在执行结构(5)的表面,该红外测距仪(702)用以检测前方人体距离该智能座椅的距离;
计时器(703);
测高传感组件,具有第一测高传感器(7041)和第二测高传感器(7042),第一测高传感器(7041)设置在坐垫(1)的边缘位置,第二测高传感器(7042)设置在座椅底座(6)的边缘;
按摩组件,具有多个按摩装置(705);其中,所述座椅靠背(2)和所述座椅扶手(3)均设置有按摩装置(705);
心率检测装置(706),设置在座椅扶手(3)上以检测用户的心率数据;
压力传感器(707),嵌设在坐垫(1)内;
倾斜角度传感器(708),设置在座椅靠背(2)上;
蓝牙通信装置(709),嵌设在支撑柱(4)内;
温度传感器(710),设置在座椅扶手(3)上,以检测该智能座椅所处环境的温度数据;
第一加热装置(711),设置在座椅靠背(2)上;
第二加热装置(712),设置在坐垫(1)上;
音频播放器(713),设置在座椅靠背(2)的顶部;
存储器(714),分至少存储有音频数据,该存储器(714)别连接位移传感器(701)、红外测距仪(702)、计时器(703)、第一测高传感器(7041)、第二测高传感器(7042)、各按摩装置(705)、心率检测装置(706)、压力传感器(707)、倾斜角度传感器(708)、蓝牙通信装置(709)、温度传感器(710)和音频播放器(713);
控制器(715),分别连接位移传感器(701)、红外测距仪(702)、计时器(703)、第一测高传感器(7041)、第二测高传感器(7042)、各按摩装置(705)、心率检测装置(706)、压力传感器(707)、倾斜角度传感器(708)、蓝牙通信装置(709)、温度传感器(710)、第一加热装置(711)、第二加热装置(712)、音频播放器(713)、存储器(714)和电动驱动机构(8);其中,所述控制器(715)根据接收的位移数据、红外测距数据、测高数据、心率数据、压力数据以及倾斜角度数据做融合处理,形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令,并令电动驱动机构(8)根据所述座椅高度自动调整指令驱动支撑柱(4)转动升降。
2.根据权利要求1所述的可调节高度的智能座椅,其特征在于,所述控制器按照如下步骤1~步骤10方式形成针对座椅高度调整的座椅高度自动调整指令:
步骤1,所述控制器在预设时间段内接收红外测距仪发送来的多个红外测距数据,计算所接收前后两个红外测距数据之间的时间间隔;其中,预设时间段标记为T,该预设时间段内所接收到的红外测距数据总数量标记为N,接收到的第n个红外测距数据标记为dn,接收第n个红外测距数据dn与接收第n+1个红外测距数据dn+1之间的时间间隔标记为△tn,1≤n≤N-1;
步骤2,所述控制器计算用户在所得各时间间隔内的平均移动速度,并根据所得所有平均移动速度,计算该用户的习惯性移动速度;其中,用户在时间间隔△tn内的平均移动速度标记为v(△tn),用户的习惯性移动速度标记为V:
步骤3,所述控制器命令蓝牙通信装置启动,建立蓝牙通信装置与用户的移动终端之间的蓝牙通信连接,并存储该移动终端所具有蓝牙模块的蓝牙识别号;
步骤4,所述控制器命令用户预先在该智能座椅的坐垫上进行试坐测试,且经该用户的授权允许后,控制器命令心率检测装置采集该用户在预设心率采集时间段内的平均心率;其中,该用户的平均心率标记为Rate;
步骤5,所述控制器在确定用户试坐到该智能座椅的坐垫上后,控制器在预设采集时间段内根据第一测高传感器和第二测高传感器在相同时刻分别发送来的测高数据,计算该用户在试坐时的腿部高度;其中,用户在试坐时的腿部高度标记为H,预设采集时间段标记为T1,控制器在该预设采集时间段T1所接收第一测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器所接收第一测高传感器的第i个测高数据标记为h1i,控制器在该预设采集时间段T1所接收第二测高传感器的测高数据总数量标记为I,控制器所接收第二测高传感器的第i个测高数据标记为h2i:
步骤6,所述控制器将支撑柱的螺纹段预先平均分成多个升高的增幅级,并且令电动驱动机构逐个增幅级的方式驱动支撑柱转动升高;其中,所述支撑柱的螺纹段长度标记为L,支撑柱的螺纹段被预先平均分成K个升高的增幅级,每个增幅级所对应的增幅高度标记为所述座椅在支撑柱未升高时的原始高度标记为HChair,0;
步骤7,所述控制器在支撑柱转动升高过程中,不断处理心率检测装置发送来的心率数据,并且在任一心率数据位于预设的心率数值范围内时,控制器记录当前时刻值,并且得到支撑柱升高的总增幅级数量;其中,支撑柱升高的总增幅级数量标记为k,1≤k≤K;
步骤8,所述控制器以记录的所述当前时刻值所对应的座椅高度作为适配该试坐用户的座椅最佳高度,将该最佳高度与所述移动终端的蓝牙识别号建立关联;其中,与该移动终端的蓝牙识别号相关联的座椅最佳高度标记为Hopt:
HChair,opt=HChair,0+k·△L;
步骤9,所述控制器命令蓝牙通信装置启动蓝牙识别号搜索,并且再次检测到所述蓝牙识别号时,控制器接收当前红外测距仪发送来的红外测距数据,计算允许座椅调整自身高度的高度调整时限;其中,接收的当前红外测距数据标记为d,所述高度调整时限标记为tLimit,
步骤10,所述控制器命令电动驱动机构启动,驱动支撑柱转动升高,以使得座椅高度在所述高度调整时限内调整至与该蓝牙识别号相对应的座椅最佳高度。
3.根据权利要求2所述的可调节高度的智能座椅,其特征在于,还包括:座椅高度调整至所述座椅最佳高度后,智能座椅接收用户的移动终端的指令,以由智能座椅的音频播放器调取播放所述存储内的音频数据。
4.根据权利要求2所述的可调节高度的智能座椅,其特征在于,还包括:所述控制器根据接收的温度数据控制第一加热装置和第二加热装置启动加热工作:
所述控制器判断温度数据低于预设温度阈值时,命令第一加热装置和第二加热装置启动加热工作,否则,控制器不予发送控制命令给第一加热装置和第二加热装置。
5.根据权利要求4所述的可调节高度的智能座椅,其特征在于,所述控制器通过蓝牙方式接受用户的移动终端的指令,由该控制器分别命令各按摩装置启动按摩动作。
6.根据权利要求5所述的可调节高度的智能座椅,其特征在于,所述控制器发送按摩参数调整界面给用户的移动终端,以接受用户对按摩参数的调整。
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