CN111951531A - 一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置 - Google Patents

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单义冬
赵君喜
宋琳
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Abstract

本发明公开了一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，包括靠背和底座，在底座前侧设置有第二感应板和脚踏，在底板上表面中间位置设置有座椅机构，座椅机构包括座板，在座板表面设置有软垫，在座板内部设置有第一感应板，在第一感应板下端设置有第一压力传感器，第一压力传感器与座板内部的单片机电连接，在靠背内设置有PLC控制器，与PLC控制器电连接的语音播报喇叭和控制面板固定在靠背的一侧，在座板下端设置有四个连接柱，在连接柱下端设置有安装座，在安装座的下表面固定有电动推杆，在底座上设置有与安装座接触的弹性接触机构。本发明结构简单、设计合理，能够实时监测儿童坐姿，并发出提醒，便于家长及时对儿童的坐姿进行纠正。

Description

一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置
技术领域
本发明涉及儿童坐姿监测技术领域，具体的说是一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置。
背景技术
现有纠正儿童坐姿方法多数是使用人体姿势采集，通过计算机分析再来纠正或是人为纠正，而人体姿势采集多数使用照相机装置来。例如小臂相对于上臂的相对位置推导出姿势和进而姿势控制。在此通常通过深度照相机产生点云，可从点云中通过计算算法算出各自身体部分的当前位置和进而身体部分的相互关联。在每次运动后的人体活动时必须重新获取整个点云并重新分析。这尤其在辨识小的身体部分乃至各个身体肢节时需要巨大的通常无法提供的计算成本。有些只需要识别固定动作的采集使用视觉采集显得很不必要，浪费计算机计算成本不说，效果可能距离期待也有差距，现有采集装置存在以下问题；
一、现有纠正儿童坐姿装置多数是使用人体姿势采集，通过计算机分析再来纠正，这种方式成本很高，可能无法适用大多数人群；
二、此外现有纠正儿童坐姿装置，若是计算机出现无法识别的姿势，装置将无法正常工作，装置工作效率不高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种能够实时监测儿童坐姿、便于家长及时纠正儿童坐姿的人体行为识别装置。
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
本发明是一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，包括靠背和底座，在底座前侧设置有感应使用者腿部的第二感应板，在第二感应板下端的底座前侧设置有高度可调节的脚踏，在底板上表面中间位置设置有座椅机构，座椅机构包括座板，在座板表面设置有软垫，在座板内部设置有第一感应板，在第一感应板下端设置有第一压力传感器，第一压力传感器与座板内部的单片机电连接，在靠背内设置有PLC控制器，与PLC控制器电连接的语音播报喇叭和控制面板固定在靠背的一侧，PLC控制器与单片机电、第二感应板电连接，在座板下端设置有四个连接柱，在连接柱下端设置有安装座，在安装座的下表面固定有电动推杆，在底座上设置有与安装座接触的弹性接触机构。
本发明的进一步改进在于：：在靠背表面设置有软垫层。
本发明的进一步改进在于：在底座两侧设置有连接板，在连接板上端设置有扶手，在扶手上设置有外支撑垫。
本发明的进一步改进在于：弹性接触机构包括上支撑板，在上支撑的下表面设置有固定框，在固定框上设置有数组导向滑槽，每组导向滑槽均包括分布在固定框内的底部和底部的两个导向滑槽，在每组的两个导向滑槽之间均设置有两个滑动柱，且两个滑动柱之间设置有弹簧，且滑动柱沿着导向滑槽滑动，每个滑动柱与底座上的对应的一个支撑柱之间设置有连接杆，连接杆的两端分别与滑动柱和支撑柱铰接，在上支撑板与底座之间设置有数个强力弹簧16。
本发明的进一步改进在于：在底座前侧设置有带动安装底板移动升降的电动升降杆，在电动升降板上设置有两个脚踏板，在两个脚踏板上均设置有第二压力传感器。
本发明的有益效果是：通过第一压力传感器感应儿童对第一感应板形成的压力，通过第二感应板感应儿童的腿部是否在感应区域内，当儿童对第一感应板的压力在设定值范围内，且儿童腿部在感应区域内，则说明儿童坐姿正确，否则说明儿童坐姿不正确，语音播报喇叭发出提示，便于家长干预儿童坐姿。
本发明结构简单、设计合理，能够实时监测儿童坐姿，并发出提醒，便于家长及时对儿童的坐姿进行纠正。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明侧视图。
图3是弹性接触机构示意图。
其中：1-靠背，2-底座，3-第二感应板，4-脚踏，5-座板，6-第一感应板，7-第一压力传感器，8-控制面板，9-连接柱，10-安装座，11-电动推杆，12-上支撑板，13-固定框，14-滑动柱，15-连接杆，16-强力弹簧。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前侧”、 “两侧”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明是一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，包括靠背1和底座2，在靠背1表面设置有软垫层，在底座2前侧设置有感应使用者腿部的第二感应板3，在第二感应板3上固定有红外线感应器，在第二感应板3下端的底座2前侧设置有高度可调节的脚踏4，在底座2上表面中间位置设置有座椅机构，座椅机构包括座板5，在座板5表面设置有软垫，在座板5内部设置有第一感应板6，在第一感应板6下端设置有第一压力传感器7，第一压力传感器7与座板5内部的单片机电连接，在靠背1内设置有PLC控制器，与PLC控制器电连接的语音播报喇叭和控制面板8固定在靠背1的一侧，PLC控制器外接电源，PLC控制器与单片机电、第二感应板3电连接，在座板5下端设置有四个连接柱9，在连接柱9下端设置有安装座10，在安装座10的下表面固定有电动推杆11，在底座2上设置有与安装座10接触的弹性接触机构。
在底座2两侧设置有连接板，在连接板上端设置有扶手，在扶手上设置有外支撑垫，外支撑垫可更换。弹性接触机构包括上支撑板12，在上支撑的下表面设置有固定框13，在固定框13上设置有数组导向滑槽，每组导向滑槽均包括分布在固定框13内的底部和底部的两个导向滑槽，在每组的两个导向滑槽之间均设置有两个滑动柱14，且两个滑动柱14之间设置有弹簧，且滑动柱14沿着导向滑槽滑动，每个滑动柱14与底座2上的对应的一个支撑柱之间设置有连接杆15，连接杆15的两端分别与滑动柱14和支撑柱铰接，在上支撑板12与底座2之间设置有数个强力弹簧16。电动推杆11的下端固定在底座2上，其活塞穿过上支撑板12带动安装座10移动。在对座板5的高度进行调节时，上支撑板12始终与安装座10接触，即在座板5处于最低位置时强力弹簧16处于压缩状态，座板5处于最高位置，强力弹簧16处于原始状态。
在底座2前侧设置有带动安装底板移动升降的电动升降杆，在电动升降板上设置有两个脚踏4板，在两个脚踏4板上均设置有第二压力传感器。通过电动升降杆对脚踏4的高度进行调节，确保不同身高的儿童坐在座板5上后脚能够舒适的放置在脚踏4上。PLC控制器与第二压力传感器、电动升降杆、单片机、第二感应板3上的红外线感应器电连接，单片机与电动推杆11和第一压力传感器7电连接。
在使用前，需要先针对儿童的身高设定参数，让儿童以正确的姿势坐在座板5上，调节好座板5的高度，调整好座板5的高度，使儿童以正确的姿势和合适的高度趴在与之配合的书桌上学习，调整好脚踏4的高度，在确定儿童坐姿正确，且比较舒适的情况下保存数值，此时在PLC控制器中会记录儿童正确坐姿下第一压力传感器7检测到的的数值、电动推杆11上升的高度、电动升降板上升的高度。在对儿童坐姿进行监测时，PLC控制器将检测到的值与设定的值进行对比，若第一压力传感器7感应到的压力值偏差较大，则说明儿童坐姿不正确，此时PLC控制器控制语音播报喇叭发出提示。儿童坐姿不正确，但是第一压力传感器7感应到的压力正常的情况，此状态为无法识别的姿势，此时，通过判断第二压力传感器的红外线感应器感应到的数值和两个第二压力传感器感应到的情况进行判断，若红外线感应器感应不到儿童腿部，或其中一个或两个第二压力传感器没有感应到压力，则说明儿童坐姿不正确。语音播报喇叭依然会发出提示。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，包括靠背（1）和底座（2），其特征在于：在所述底座（2）前侧设置有感应使用者腿部的第二感应板（3），在所述第二感应板（3）下端的所述底座（2）前侧设置有高度可调节的脚踏（4），在所述底座（2）上表面中间位置设置有座椅机构，所述座椅机构包括座板（5），在所述座板（5）表面设置有软垫，在所述座板（5）内部设置有第一感应板（6），在所述第一感应板（6）下端设置有第一压力传感器（7），所述第一压力传感器（7）与所述座板（5）内部的单片机电连接，在所述靠背（1）内设置有PLC控制器，与所述PLC控制器电连接的语音播报喇叭和控制面板（8）固定在所述靠背（1）的一侧，所述PLC控制器与所述单片机电、第二感应板（3）电连接，在所述座板（5）下端设置有四个连接柱（9），在所述连接柱（9）下端设置有安装座（10），在所述安装座（10）的下表面固定有电动推杆（11），在所述底座（2）上设置有与所述安装座（10）接触的弹性接触机构。
2.根据权利要求1所述一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，其特征在于：在所述靠背（1）表面设置有软垫层。
3.根据权利要求2所述一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，其特征在于：在所述底座（2）两侧设置有连接板，在所述连接板上端设置有扶手，在所述扶手上设置有外支撑垫。
4.根据权利要求1所述一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，其特征在于：所述弹性接触机构包括上支撑板（12），在所述上支撑的下表面设置有固定框（13），在所述固定框（13）上设置有数组导向滑槽，每组所述导向滑槽均包括分布在所述固定框（13）内的底部和底部的两个导向滑槽，在每组的两个所述导向滑槽之间均设置有两个滑动柱（14），且两个所述两个滑动柱（14）之间设置有弹簧，且所述滑动柱（14）沿着所述导向滑槽滑动，每个所述滑动柱（14）与底座（2）上的对应的一个支撑柱之间设置有连接杆（15），所述连接杆（15）的两端分别与所述滑动柱（14）和所述支撑柱铰接，在所述上支撑板（12）与所述底座（2）之间设置有数个强力弹簧（16）。
5.根据权利要求4所述一种用于纠正儿童坐姿的人体行为识别装置，其特征在于：在所述底座（2）前侧设置有带动安装底板移动升降的电动升降杆，在所述电动升降板上设置有两个脚踏（4）板，在两个所述脚踏（4）板上均设置有第二压力传感器。
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