CN112294006A - 背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置,包括:S1,获取压强基准值,将压强上限值设置为初始上限值,将压强下限值设置为初始下限值;S2,判断布置于用户腰背处的垫靠气囊内的当前压强值是否小于压强上限值;S3,判断当前压强值是否小于压强下限值,若是则将压强下限值调高为压强基准值,并向垫靠气囊充气,再次执行当前步骤,若否则执行S4;S4,判断当前压强值是否大于压强上限值,若是则将压强上限值调低为压强基准值,并使垫靠气囊放气,再次执行当前步骤,若否则执行S5;S5,对垫靠气囊保压,随后跳回至S3。本发明能够使垫靠气囊能够根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部。
Description
技术领域
本发明涉及生活用品技术领域,特别是涉及一种背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置。
背景技术
现在室内办公人群越来越多,久坐情况越来越普遍。由于长期的久坐工作,对腰椎会造成严重的损伤,现在市场上,大部份办公椅的椅背都是固态的,不能与身体很好的贴合,使腰椎承受的压力变大,加剧腰椎损伤。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明要解决的技术问题在于提供一种背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置,能够使垫靠气囊能够根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部,减少腰椎所承受的压力,缓解对腰椎造成的损伤。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种背部支撑力跟随控制方法,包括:
S1,获取压强基准值、大于压强基准值的初始上限值以及小于压强基准值的初始下限值,将压强上限值设置为初始上限值,将压强下限值设置为初始下限值;
S2,判断布置于用户腰背处的垫靠气囊内的当前压强值是否小于压强上限值,若是则向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S3;
S3,判断当前压强值是否小于压强下限值,若是则将压强下限值调高为压强基准值,并向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强下限值,再次执行当前步骤,若否则执行S4;
S4,判断当前压强值是否大于压强上限值,若是则将压强上限值调低为压强基准值,并使垫靠气囊放气直至当前压强值不大于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S5;
S5,对垫靠气囊保压,将压强上限值调回至初始上限值,将压强下限值调回至初始下限值,随后跳回至S3。
优选地,在步骤S1中,所述压强基准值的确定方法包括以下步骤:
S11,预设坐立基准值和倾躺基准值;
S12,测量椅子的靠背相对于椅子的椅座的转动角度;
S13,根据转动夹角判断椅子是处于坐立状态还是倾躺状态,若椅子处于坐立状态,则将坐立基准值赋予压强基准值,若椅子处于倾躺状态,则将倾躺基准值赋予压强基准值。
优选地,在步骤S12中,所述转动角度的测量方法包括以下步骤:
S121,将三轴加速度传感器布置于靠背,若靠背相对于椅座的转动角度为α,则三轴加速度传感器绕Y轴的转动角度亦为α;
S122,读取三轴加速度传感器的X轴加速度值和Z轴加速度值,若X轴加速度值为gx,Z轴加速度值为gz,则α=arctan(gz/gx)。
优选地,在步骤S1之前,判断是否有人入坐,判断是否有人入坐的方法包括以下步骤:
S01,检测垫靠气囊内的实时压强值,通过移动平均值法计算预设时长内的压强平均值;
S02,当对垫靠气囊保压时,在预设时长内所测得的有效压强值和压强平均值之间的压强差是否小于第一预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊充气时,在预设时长内所测得的有效压强值和充气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第二预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊放气时,在预设时长内所测得的有效压强值和放气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第三预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
S03,判断是否已经记录为无人,若是则记录为无人并跳回S01,若否则执行S04;
S04,以当前时间为时间原点,取比时间原点早的第一时间区间以及比第一时间区间早的第二时间区间,第一时间区间的时长等于第二时间区间的时长,求得第一时间区间内实时压强值对时间的第一积分值和第二时间区间内实时压强值对时间的第二积分值;
S05,判断第一积分值和第二积分值之间的绝对差值是否超过预设积分差值,若是则记录为无人并跳回S01,若否则依旧记录为有人并跳回S01。
本发明还提供一种实现所述背部支撑力跟随控制方法的背部跟随支撑装置,包括:
椅座;
靠背,靠背包括靠背板以及布置于靠背板的垫靠气囊;
适变调控系统,适变调控系统包括主控器、检测垫靠气囊内的气压值的气压传感器、使垫靠气囊充放气的充放气装置以及测量靠背相对于椅座的转动角度的三轴加速度传感器,气压传感器、充放气装置以及三轴加速度传感器均与主控器连接。
优选地,所述适变调控系统还包括与垫靠气囊连通的测压气道,所述气压传感器设在测压气道上。
优选地,所述充放气装置包括向垫靠气囊充气的供气器和将垫靠气囊的气体排出的调压阀,供气器和调压阀均与主控器连接。
优选地,所述适变调控系统还包括供电器,供电器与控制器连接。
优选地,所述适变调控系统还包括手控器,手控器与控制器连接。
如上所述,本发明的背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置,具有以下有益效果:在本发明的背部支撑力跟随控制方法中,当用户入坐时,先向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强上限值,后根据垫靠气囊内的当前压强值的变化对垫靠气囊进行充气或者放气,从而能够使垫靠气囊根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部,减少腰椎所承受的压力,缓解对腰椎造成的损伤。在本发明的背部跟随支撑装置中,主控器存储有用于执行上述背部支撑力跟随控制方法的程序。
附图说明
图1显示为本发明的背部支撑力跟随控制方法的压强自适应流程图;
图2显示为本发明的背部支撑力跟随控制方法的压强基准值赋值流程图;
图3显示为本发明的背部支撑力跟随控制方法的有无人检测流程图;
图4显示为本发明的背部跟随支撑装置的立体图;
图5显示为本发明的背部跟随支撑装置的连接示意图。
元件标号说明
1 椅座
2 靠背
21 靠背板
22 垫靠气囊
23 软质垫套
3 适变调控系统
31 主控器
32 气压传感器
33 充放气装置
331 供气器
332 调压阀
34 三轴加速度传感器
35 测压气道
36 供电器
37 手控器
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知,本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
如图1所示,本发明提供一种背部支撑力跟随控制方法,包括:
S1,获取压强基准值、大于压强基准值的初始上限值以及小于压强基准值的初始下限值,将压强上限值设置为初始上限值,将压强下限值设置为初始下限值;
S2,判断布置于用户腰背处的垫靠气囊内的当前压强值是否小于压强上限值,若是则向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S3;
S3,判断当前压强值是否小于压强下限值,若是则将压强下限值调高为压强基准值,并向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强下限值,再次执行当前步骤,若否则执行S4;
S4,判断当前压强值是否大于压强上限值,若是则将压强上限值调低为压强基准值,并使垫靠气囊放气直至当前压强值不大于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S5;
S5,对垫靠气囊保压,将压强上限值调回至初始上限值,将压强下限值调回至初始下限值,随后跳回至S3。
在本发明中,当用户入坐时,先向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强上限值,后根据垫靠气囊内的当前压强值的变化对垫靠气囊进行充气或者放气,从而能够使垫靠气囊根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部,减少腰椎所承受的压力,缓解对腰椎造成的损伤。
由于上述压强基准值在椅子处于不同状态的数值不一样,在步骤S1中,上述压强基准值的确定方法包括以下步骤:
S11,预设坐立基准值和倾躺基准值;
S12,测量椅子的靠背相对于椅子的椅座的转动角度;
S13,根据转动夹角判断椅子是处于坐立状态还是倾躺状态,若椅子处于坐立状态,则将坐立基准值赋予压强基准值,若椅子处于倾躺状态,则将倾躺基准值赋予压强基准值。
为了测得上述转动角度,在步骤S12中,上述转动角度的测量方法包括以下步骤:
S121,将三轴加速度传感器布置于靠背,若靠背相对于椅座的转动角度为α,则三轴加速度传感器绕Y轴的转动角度亦为α;三轴加速度传感器是一种现有传感器,其可以测得X轴加速度值、Y轴加速度值以及Z轴加速度值。
S122,读取三轴加速度传感器的X轴加速度值和Z轴加速度值,若X轴加速度值为gx,Z轴加速度值为gz,则α=arctan(gz/gx),即利用反三角函数求得上述转动角度。
在步骤S1之前,判断是否有人入坐,判断是否有人入坐的方法包括以下步骤:
S01,检测垫靠气囊内的实时压强值,通过移动平均值法计算预设时长(预设时长可以是1秒)内的压强平均值;
S02,当对垫靠气囊保压时,在预设时长(例如1秒)内所测得的有效压强值(有效压强值的数量可以是100个,也可以是200个)和压强平均值之间的压强差是否小于第一预设差值(即有效压强值与压强平均值是否相近),若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊充气时,在预设时长(例如1秒)内所测得的有效压强值和充气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第二预设差值(即有效压强值与对应压强值是否相近),若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊放气时,在预设时长(例如1秒)内所测得的有效压强值和放气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第三预设差值(即有效压强值与对应压强值是否相近),若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
S03,判断是否已经记录为无人并跳回S01,若是则记录为无人,若否则执行S04;
S04,以当前时间为时间原点,取比时间原点早的第一时间区间(例如第一时间区间为往前取的0~1秒区间)以及比第一时间区间早的第二时间区间(例如第二时间区间为往前取的1.3~2.3秒区间),第一时间区间的时长等于第二时间区间的时长,求得第一时间区间内实时压强值对时间的第一积分值和第二时间区间内实时压强值对时间的第二积分值;
S05,判断第一积分值和第二积分值之间的绝对差值是否超过预设积分差值,若是则记录为无人并跳回S01,若否则依旧记录为有人并跳回S01;例如,若第二积分值与第一积分值之间的正差值超过预设积分差值,则说明无人。
如图4和图5所示,本发明还提供一种实现上述背部支撑力跟随控制方法的背部跟随支撑装置,包括:
椅座1;
靠背2,靠背2包括靠背板21以及布置于靠背板21的垫靠气囊22;
适变调控系统3,适变调控系统3包括主控器31、检测垫靠气囊22内的气压值的气压传感器32、使垫靠气囊22充放气的充放气装置33以及测量靠背2相对于椅座1的转动角度的三轴加速度传感器34,气压传感器32、充放气装置33以及三轴加速度传感器34均与主控器31连接。
在本发明的背部跟随支撑装置中,主控器31存储有用于执行上述背部支撑力跟随控制方法的程序。本发明的背部跟随支撑装置的垫靠气囊22能够根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部,减少腰椎所承受的压力,缓解对腰椎造成的损伤。
上述靠背2还包括软质垫套23,软质垫套23覆盖在垫靠气囊22背向靠背板21的一侧。
为了便于测量上述垫靠气囊22内的气压值,上述适变调控系统3还包括与垫靠气囊22连通的测压气道35,上述气压传感器32设在测压气道35上。
为了简化上述充放气装置33的结构,上述充放气装置33包括向垫靠气囊22充气的供气器331和将垫靠气囊22的气体排出的调压阀332,供气器331和调压阀332均与主控器31连接。
为了向上述控制器31供给电量,上述适变调控系统3还包括供电器36,供电器36与控制器31连接。
为了便于控制上述背部跟随支撑装置,上述适变调控系统3还包括手控器37,手控器37与控制器31连接。
综上所述,本发明的背部支撑力跟随控制方法及背部跟随支撑装置能够使垫靠气囊能够根据用户坐姿的变化进行充放气,始终贴合并有效支撑用户的腰背部,减少腰椎所承受的压力,缓解对腰椎造成的损伤。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (9)
1.一种背部支撑力跟随控制方法,其特征在于,包括:
S1,获取压强基准值、大于压强基准值的初始上限值以及小于压强基准值的初始下限值,将压强上限值设置为初始上限值,将压强下限值设置为初始下限值;
S2,判断布置于用户腰背处的垫靠气囊内的当前压强值是否小于压强上限值,若是则向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S3;
S3,判断当前压强值是否小于压强下限值,若是则将压强下限值调高为压强基准值,并向垫靠气囊充气直至当前压强值不小于压强下限值,再次执行当前步骤,若否则执行S4;
S4,判断当前压强值是否大于压强上限值,若是则将压强上限值调低为压强基准值,并使垫靠气囊放气直至当前压强值不大于压强上限值,再次执行当前步骤,若否则执行S5;
S5,对垫靠气囊保压,将压强上限值调回至初始上限值,将压强下限值调回至初始下限值,随后跳回至S3。
2.根据权利要求1所述的背部支撑力跟随控制方法,其特征在于:在步骤S1中,所述压强基准值的确定方法包括以下步骤:
S11,预设坐立基准值和倾躺基准值;
S12,测量椅子的靠背相对于椅子的椅座的转动角度;
S13,根据转动夹角判断椅子是处于坐立状态还是倾躺状态,若椅子处于坐立状态,则将坐立基准值赋予压强基准值,若椅子处于倾躺状态,则将倾躺基准值赋予压强基准值。
3.根据权利要求2所述的背部支撑力跟随控制方法,其特征在于:在步骤S12中,所述转动角度的测量方法包括以下步骤:
S121,将三轴加速度传感器布置于靠背,若靠背相对于椅座的转动角度为α,则三轴加速度传感器绕Y轴的转动角度亦为α;
S122,读取三轴加速度传感器的X轴加速度值和Z轴加速度值,若X轴加速度值为gx,Z轴加速度值为gz,则α=arctan(gz/gx)。
4.根据权利要求1所述的背部支撑力跟随控制方法,其特征在于:在步骤S1之前,判断是否有人入坐,判断是否有人入坐的方法包括以下步骤:
S01,检测垫靠气囊内的实时压强值,通过移动平均值法计算预设时长内的压强平均值;
S02,当对垫靠气囊保压时,在预设时长内所测得的有效压强值和压强平均值之间的压强差是否小于第一预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊充气时,在预设时长内所测得的有效压强值和充气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第二预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
当对垫靠气囊放气时,在预设时长内所测得的有效压强值和放气模拟特征曲线上的对应压强值之间的压强差是否小于第三预设差值,若是则执行S03,若否则记录为有人并跳回S01;
S03,判断是否已经记录为无人,若是则记录为无人并跳回S01,若否则执行S04;
S04,以当前时间为时间原点,取比时间原点早的第一时间区间以及比第一时间区间早的第二时间区间,第一时间区间的时长等于第二时间区间的时长,求得第一时间区间内实时压强值对时间的第一积分值和第二时间区间内实时压强值对时间的第二积分值;
S05,判断第一积分值和第二积分值之间的绝对差值是否超过预设积分差值,若是则记录为无人并跳回S01,若否则依旧记录为有人并跳回S01。
5.一种实现如权利要求1至权利要求4任一项所述背部支撑力跟随控制方法的背部跟随支撑装置,其特征在于,包括:
椅座(1);
靠背(2),靠背(2)包括靠背板(21)以及布置于靠背板(21)的垫靠气囊(22);
适变调控系统(3),适变调控系统(3)包括主控器(31)、检测垫靠气囊(22)内的气压值的气压传感器(32)、使垫靠气囊(22)充放气的充放气装置(33)以及测量靠背(2)相对于椅座(1)的转动角度的三轴加速度传感器(34),气压传感器(32)、充放气装置(33)以及三轴加速度传感器(34)均与主控器(31)连接。
6.根据权利要求5所述的背部跟随支撑装置,其特征在于:所述适变调控系统(3)还包括与垫靠气囊(22)连通的测压气道(35),所述气压传感器(32)设在测压气道(35)上。
7.根据权利要求5所述的背部跟随支撑装置,其特征在于:所述充放气装置(33)包括向垫靠气囊(22)充气的供气器(331)和将垫靠气囊(22)的气体排出的调压阀(332),供气器(331)和调压阀(332)均与主控器(31)连接。
8.根据权利要求5所述的背部跟随支撑装置,其特征在于:所述适变调控系统(3)还包括供电器(36),供电器(36)与控制器(31)连接。
9.根据权利要求5所述的背部跟随支撑装置,其特征在于:所述适变调控系统(3)还包括手控器(37),手控器(37)与控制器(31)连接。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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TA01 | Transfer of patent application right | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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