CN112120464A - 一种健康座椅及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种健康座椅及其工作方法，椅垫内设置密布的压力传感器，椅垫上部和椅靠背内侧均设置密布的片状震动模块，椅靠背内表面设置测距传感器，椅座、椅靠背连接处设置用于调整椅靠背角度的电机，椅座下侧设置控制器。本发明通过在座椅上设置压力传感器、测距传感器，可以通过检测的压力分布数据、用户背部与椅靠背距离数据，结合服务器建立的人体坐姿模型进行匹配，判断用户的坐姿，并在不良坐姿时提提醒调整，实现了坐姿自动预警和改善，有效避免了不良坐姿对身体的危害。同时，可以通过震动按摩、靠背角度自动调节对身体起到理疗的作用，有助于减轻久坐带来的不良影响。

Description

一种健康座椅及其工作方法
技术领域
本发明涉及医疗保健器械技术领域，尤其涉及一种健康座椅及其工作方法。
背景技术
久坐族，是指那些需要经常坐着上班的一族，长时间面对电脑，长时间开车，他们所表现的特点是一周至少坐五天，故被称为久坐族。久坐族的分布人群有IT从业人员、会计、编辑、教师、办公室职员等。对于久坐族来讲，他们常常感到颈部酸胀、腰背疼痛、全身疲乏，经过周末休息后，才能稍微缓解。相关专家称，久坐极易引发颈椎病、胃肠道疾病、心血管疾病等，应该积极进行预防。
解决久坐带来的上述问题主要依靠人们养成良好的工作和生活习惯，在久坐之余多抽出空余时间运动，并且保持良好的坐姿。但是，久坐是一种习惯，一时很难改变，还需要通过一些外部的科技干预手段，以解决久坐、不良坐姿对身体带来的不良影响。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种健康座椅及其工作方法，以解决现有技术的不足。
为实现上述目的，本发明提供了一种健康座椅，包括椅座、椅靠背、椅支撑架和椅支撑座，所述椅座上设置椅垫，所述椅垫内设置密布的压力传感器，所述椅垫上部和椅靠背内侧均设置密布的片状震动模块，所述椅靠背内表面设置测距传感器，所述椅座、椅靠背连接处设置用于调整椅靠背角度的电机，所述椅座下侧设置控制器，所述控制器包括单片机处理器和与单片机处理器电连接的蓝牙模块、电源模块、电机驱动模块、语音模块，所述单片机处理器还与压力传感器、片状震动模块、测距传感器电连接，所述电机驱动模块与电机电连接。
优选的，所述压力传感器为薄膜压力传感器。
优选的，所述片状震动模块为电磁式按摩器，包括电磁线芯、线圈和按摩头。
优选的，所述测距传感器为光学测距传感器或者超声测距传感器。
优选的，所述电机为步进电机。
优选的，所述电源模块包括可充电电池、直流稳压电源。
优选的，所述电机驱动模块为电机驱动芯片。
一种健康座椅的工作方法，包括：
当用户坐上所述健康座椅，压力传感器检测坐垫的压力分布数据，同时测距传感器采集用户离椅靠背距离的数据；
将检测的压力分布数据、用户离椅靠背距离的数据传送到单片机处理器处理后，通过蓝牙模块发送到手机APP，通过手机APP上的算法模型对用户坐姿进行比较分析，并判断用户坐姿是否良好；
若用户坐姿不良，手机通过蓝牙模块向单片机处理器发送控制指令，控制椅垫上的片状震动模块结合语音模块播报提醒用户校正姿势。
优选的，所述单片机处理器控制椅垫上部和椅靠背上的片状震动模块对用户进行按摩。
优选的，所述单片机处理器控制电机转动调节椅靠背角度调整用户坐姿。
本发明的有益效果是：
本发明通过在座椅上设置压力传感器、测距传感器，可以通过检测的压力分布数据、用户背部与椅靠背距离数据，结合服务器建立的人体坐姿模型进行匹配，判断用户的坐姿，并在不良坐姿时提提醒调整，实现了坐姿自动预警和改善，有效避免了不良坐姿对身体的危害。同时，可以通过震动按摩、靠背角度自动调节对身体起到理疗的作用，有助于减轻久坐带来的不良影响。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的控制电路原理框图。
图3是本发明的健康座椅工作方法流程图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种健康座椅，包括椅座1、椅靠背2、椅支撑架3和椅支撑座4，椅座1上设置椅垫5，椅垫5内设置密布的压力传感器6，椅垫5上部和椅靠背2内侧均设置密布的片状震动模块7，椅靠背2内表面设置测距传感器8，椅座1、椅靠背2连接处设置用于调整椅靠背2角度的电机9，椅座1下侧设置控制器10，控制器10包括单片机处理器101和与单片机处理器101电连接的蓝牙模块102、电源模块103、电机驱动模块104、语音模块105，单片机处理器101还与压力传感器6、片状震动模块7、测距传感器8电连接，电机驱动模块104与电机9电连接。
其中，压力传感器6为薄膜压力传感器。薄膜微压力传感器在测量过程中，压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，同时通过电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号，这样的过程就是薄膜压力传感器进行测量的过程。本发明的压力传感器6阵列式密布分布于椅垫5内，用于检测用户的坐压力分布情况，并结合用户与椅子靠背的距离数据，判断用户坐姿，在不良坐姿时震动或者语音提供。
片状震动模块7为电磁式按摩器，包括电磁线芯、线圈和按摩头。电磁式按摩器主要由电磁线芯和线圈组成，当线圈通以50Hz的工频交流电时即产生交变磁场，交变磁场忽小忽大，带动铁芯产生振动，再把振动传到按摩头上，由于我国使用50Hz交流电，故按摩头的振动频率为100Hz。本发明的片状震动模块7设置在椅垫5上部和椅靠背2内侧，其中椅垫5上部的片状震动模块7用于震动提醒用户坐姿不对需要调整，以及对用户臀部、腿部进行按摩进而放松臀部、腿部肌肉，促进肠道蠕动，椅靠背2内侧的片状震动模块7用于按摩用户背部。
测距传感器8为光学测距传感器或者超声测距传感器。测距传感器用于检测用户坐在座椅上背部离椅子靠背的距离，进行为判断用户坐姿提供数据参考。
电机9为步进电机，步进电机可以受单片机处理器101的控制实现正反转，进而调节椅靠背的角度。
电源模块103包括可充电电池、直流稳压电源，通过这两个模块提供控制器10工作的直流电源。
电机驱动模块104为电机驱动芯片，为常用步进电机驱动芯片，比如THB6128。
本发明还提供一种健康座椅的工作方法，包括：
当用户坐上健康座椅，压力传感器6检测坐垫的压力分布数据，同时测距传感器8采集用户离椅靠背2距离的数据；
将检测的压力分布数据、用户离椅靠背2距离的数据传送到单片机处理器101处理后，通过蓝牙模块102发送到手机APP，通过手机APP上的算法模型对用户坐姿进行比较分析，并判断用户坐姿是否良好；其中，算法模型依据压力分布数据S和用户背部与椅靠背距离数据L构建的身体坐姿模型，这些身体坐姿模型也是依据现实中各类坐姿所构建的数据库，比如端坐、斜坐、弯腰坐、仰坐等。比如，当检测的压力分布数据S位于椅座垫前部，而用户背部与椅靠背距离数据L较远，则判断用于处于端正坐姿；当检测的压力分布数据S覆盖椅座垫几乎全部，而用户背部与椅靠背距离数据L较远，则判断用于处于弯腰前倾的坐姿；当检测的压力分布数据S主要集中在椅座垫前部，而用户背部与椅靠背距离数据L较近，则判断用于处于仰坐。
若用户坐姿不良(比如上述的弯腰前倾的坐姿)，手机通过蓝牙模块102向单片机处理器101发送控制指令，控制椅垫5上的片状震动模块7结合语音模块105播报提醒用户校正姿势。
同时，单片机处理器101控制椅垫5上部和椅靠背2上的片状震动模块7对用户进行按摩，单片机处理器101控制电机9转动调节椅靠背2角度调整用户坐姿，比如当人们向后倚靠靠背时，靠背可通过电机控制自动向后移动，使人们背部得到放松。
本发明可以适用于以下人群：
老年人，以解决久坐带来的慢性疾病为目的
不少老人因为生活孤独或腿脚不好，整天都坐在家里看报纸、看电视，有时几天都不出家门。或是因为某些疾病不得减少步行而导致久坐，对此可以保护及预防久坐带来的危害。
未成年人，以矫正不良坐姿为目的
许多孩子需要进行长时间的伏案学习，以及在当前这样的信息时代，电脑手机游戏很大部分玩家为未成年人，在此过程中难免会出现不良坐姿，此产品可实时监测，并对其进行矫正。
成年人，以改善坐姿缓解久坐带来的不适为目的
除了IT业人员外，高中生、出租车及公交车司机、机关干部、办公室职员、会计，教师等都是久坐最多的人群，他们被称为“久坐族”。最长的程序员遇到集中开发时期，坐满24个小时并不是什么新鲜事。此产品可在工作中对其进行检测并调整到合适的坐姿。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种健康座椅，包括椅座(1)、椅靠背(2)、椅支撑架(3)和椅支撑座(4)，所述椅座(1)上设置椅垫(5)，其特征在于：所述椅垫(5)内设置密布的压力传感器(6)，所述椅垫(5)上部和椅靠背(2)内侧均设置密布的片状震动模块(7)，所述椅靠背(2)内表面设置测距传感器(8)，所述椅座(1)、椅靠背(2)连接处设置用于调整椅靠背(2)角度的电机(9)，所述椅座(1)下侧设置控制器(10)，所述控制器(10)包括单片机处理器(101)和与单片机处理器(101)电连接的蓝牙模块(102)、电源模块(103)、电机驱动模块(104)、语音模块(105)，所述单片机处理器(101)还与压力传感器(6)、片状震动模块(7)、测距传感器(8)电连接，所述电机驱动模块(104)与电机(9)电连接。
2.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述压力传感器(6)为薄膜压力传感器。
3.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述片状震动模块(7)为电磁式按摩器，包括电磁线芯、线圈和按摩头。
4.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述测距传感器(8)为光学测距传感器或者超声测距传感器。
5.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述电机(9)为步进电机。
6.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述电源模块(103)包括可充电电池、直流稳压电源。
7.如权利要求1所述的一种健康座椅，其特征在于：所述电机驱动模块(104)为电机驱动芯片。
8.一种健康座椅的工作方法，其特征在于，包括：
当用户坐上所述健康座椅，压力传感器(6)检测坐垫的压力分布数据，同时测距传感器(8)采集用户离椅靠背(2)距离的数据；
将检测的压力分布数据、用户离椅靠背(2)距离的数据传送到单片机处理器(101)处理后，通过蓝牙模块(102)发送到手机APP，通过手机APP上的算法模型对用户坐姿进行比较分析，并判断用户坐姿是否良好；
若用户坐姿不良，手机通过蓝牙模块(102)向单片机处理器(101)发送控制指令，控制椅垫(5)上的片状震动模块(7)结合语音模块(105)播报提醒用户校正姿势。
9.如权利要求8所述的一种健康座椅的工作方法，其特征在于，还包括：所述单片机处理器(101)控制椅垫(5)上部和椅靠背(2)上的片状震动模块(7)对用户进行按摩。
10.如权利要求8所述的一种健康座椅的工作方法，其特征在于，所述单片机处理器(101)控制电机(9)转动调节椅靠背(2)角度调整用户坐姿。
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