CN112462631B - 一种智能学习桌椅控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及学习桌椅控制系统，公开了一种智能学习桌椅控制系统，包括学习椅、学习桌、检测模块、坐姿采集模块、中央处理模块、桌面高度调节模块、学习任务配置模块以及显示模块；检测模块用于检测学习椅的座垫受到压力后，座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异，座垫前后、左右与水平面距离的差异以及学习椅靠背检测模块与人体背部之间距离；坐姿采集模块用于采集使用者的坐姿信息；桌面高度调节模块用于调节桌面高度；学习任务配置模块用于发布学习任务；当检测模块检测到使用者坐在学习椅的椅座上时，中央处理模块唤醒坐姿采集模块、桌面高度调节模块以及学习任务配置模块，使用者的坐姿信息会显示在显示模块上以提醒使用者及时纠正坐姿。

Description

一种智能学习桌椅控制系统

技术领域

本发明涉及学习桌椅控制系统，尤其涉及一种智能学习桌椅控制系统。

背景技术

孩子的健康成长对于每个家庭的重要性是不言而喻的，孩子进入学习阶段后，由于目前孩子们都面临巨大的学业压力，经常要长时间坐在书桌前学习和书写作业；孩子们在使用学习桌椅时难以始终保持正确的坐姿状态，若孩子们在漫长的学习过程中并没有养成维持正确坐姿的习惯，这很容易导致学龄孩子们发生脊椎弯曲和近视等不同类型的健康问题，从而严重影响孩子们的正常学习生活，更会影响孩子们的身体发育。

发明内容

本发明意在提供一种智能学习桌椅控制系统，其具备能够辅助矫正使用者的坐姿的优点。

为达到上述目的，本发明的基本方案如下：一种智能学习桌椅控制系统，包括学习椅和学习桌，所述学习椅上配置有检测模块、坐姿采集模块以及中央处理模块，所述学习桌上配置有桌面高度调节模块、学习任务配置模块以及显示模块；

所述检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元用于检测学习椅的座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异并生成第一检测信号，所述第二检测单元用于检测学习椅的座垫底部前后、左右与水平面距离的差异并生成第二检测信号；

所述坐姿采集模块包括若干坐姿采集单元，所述坐姿采集单元用于采集使用者的坐姿信息并传输至显示模块；

所述桌面高度调节模块配置有桌面高度调节单元，所述桌面高度调节单元用于调节桌面高度；

所述学习任务配置模块配置有任务输入单元，所述任务输入单元用于接收来自外界的任务指令并推送至显示模块；

当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述第一检测单元和第二检测单元分别将第一检测信号和第二检测信号发送至中央处理模块，所述中央处理模块唤醒坐姿采集模块、桌面高度调节模块以及学习任务配置模块。

进一步地，所述第一检测单元为安装在学习椅的椅座上的陀螺仪，且陀螺仪与中央处理模块电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述陀螺仪能够检测到学习椅的座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异，并将生成的第一检测信号发送至中央处理模块。

进一步地，所述第二检测单元为安装在学习椅的椅座上的红外测距装置，且红外测距装置与中央处理模块电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述红外测距装置能够检测学习椅的座垫底部前后、左右与水平面距离的差异，并将生成的第二检测信号发送至中央处理模块。

进一步地，所述桌面高度调节模块还配置有身高输入单元以及身高数据库，所述身高输入单元用于输入使用者的身高数据，所述身高数据库存储有身高数据表，所述身高数据表内存储有预设身高数据，每一所述预设身高数据对应一桌面高度数据，所述桌面高度调节单元以输入的身高数据为索引，从所述身高数据表中调取对应的桌面高度数据以调节桌面高度。

进一步地，所述桌面高度调节模块还配置有保护单元，所述保护单元配置有保护机制，所述保护机制预设有安全距离和阻力预值，当所述学习桌升降过程中的阻力值大于所述阻力预值时，所述保护单元生成保护信号并发送至桌面高度调节单元，所述桌面高度调节单元调节学习桌的桌面反向移动一段所述安全距离。

进一步地，所述坐姿采集单元包括第一坐姿采集单元、第二坐姿采集单元以及第三采集单元，所述第一坐姿采集单元用于采集使用者身体重心的变化数据并得到第一坐姿数据，所述第二坐姿采集单元用于采集使用者的臀部对学习椅的椅座的产生的形变数据并得到第二坐姿数据；所述第三采集单元用于采集使用者背部与学习椅的椅背的距离数据并得到第三坐姿数据。

进一步地，所述坐姿采集模块配置有坐姿判定策略，所述坐姿判定策略配置有第一基准数据区间、第二基准数据区间以及第三基准数据区间，当第一坐姿数据落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第一坐姿数据未落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第二坐姿数据落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第二坐姿数据未落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第三坐姿数据落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第三坐姿数据未落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果。

进一步地，所述坐姿判定策略配置还包括不良坐姿数据库，所述不良坐姿数据库内存储有不良坐姿类，每一不良坐姿类对应有第一坐姿数据区间、第二坐姿数据区间以及第三坐姿数据区间，所述坐姿判定策略根据生成的第一坐姿数据、第二坐姿数据以及第三坐姿数据从不良坐姿数据库中调取对应的不良坐姿类并发送至显示模块。

进一步地，所述学习桌上还配置有记录模块，所述记录模块与中央处理模块电连接，并用于记录学习椅使用时间、学习桌使用时间以及不良坐姿的出现次数。

进一步地，所述显示模块配置有显示单元以及信息交互单元，所述显示单元用于显示学习椅使用时间、学习桌使用时间、不良坐姿类以及不良坐姿的出现次数，所述信息交互单元用于切换显示单元的显示内容。

与现有技术相比本方案的有益效果是：

1、当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述第一检测单元和第二检测单元分别将第一检测信号和第二检测信号发送至中央处理模块，所述中央处理模块唤醒坐姿采集模块、桌面高度调节模块以及学习任务配置模块。

2、使用者可以输入自己的身高数据，桌面高度调节单元以输入的身高数据为索引，从身高数据表中调取对应的桌面高度数据以调节桌面高度至合适的高度，从而满足使用者的使用需求。

3、家长可以在手机上编辑学习任务(课程表)并通过手机端推送至显示单元，显示单元上会显示对应的学习任务，以便使用者根据学习任务合理安排学习时间。

4、学习椅上的坐姿采集模块能够采集到多个使用者的坐姿数据，通过坐姿判定策略输出坐姿正确或坐姿不良的判定结果，并显示在显示单元上，使用者根据显示单元上的显示信息能够及时纠正坐姿。

附图说明

图1为本发明的系统架构示意图。

说明书附图中的附图标记包括：检测模块1、中央处理模块2、桌面高度调节模块3、桌面高度调节单元31、身高输入单元32、身高数据库33、保护单元34、记录模块4、显示模块5、学习任务配置模块6、坐姿采集模块7。

具体实施方式

下面结合说明书附图，并通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例：

一种智能学习桌椅控制系统，如图1所示，包括学习椅和学习桌，学习椅上配置有检测模块1、坐姿采集模块7以及中央处理模块2，学习桌上配置有桌面高度调节模块3、学习任务配置模块6以及显示模块5；

检测模块1包括第一检测单元和第二检测单元，第一检测单元为安装在学习椅的椅座上的陀螺仪，且陀螺仪与中央处理模块2电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，陀螺仪能够检测到学习椅的座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异，并将生成的第一检测信号发送至中央处理模块2；第二检测单元为安装在学习椅的椅座上的红外测距装置，且红外测距装置与中央处理模块2电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，红外测距装置能够检测学习椅的座垫底部前后、左右与水平面距离的差异，并将生成的第二检测信号发送至中央处理模块2。

当使用者坐在学习椅的椅座上时，陀螺仪和红外测距装置分别将第一检测信号和第二检测信号发送至中央处理模块2，中央处理模块2唤醒坐姿采集模块7、桌面高度调节模块3以及学习任务配置模块6。

桌面高度调节模块3配置有桌面高度调节单元31、身高输入单元32、身高数据库33以及保护单元34，身高输入单元32用于输入使用者的身高数据，身高数据库33存储有身高数据表，身高数据表内存储有预设身高数据，每一预设身高数据对应一桌面高度数据，桌面高度调节单元31以输入的身高数据为索引，从身高数据表中调取对应的桌面高度数据以调节桌面高度。保护单元34配置有保护机制，保护机制预设有安全距离和阻力预值，当学习桌升降过程中的阻力值大于阻力预值时，保护单元34生成保护信号并发送至桌面高度调节单元31，桌面高度调节单元31调节学习桌的桌面反向移动一段安全距离。

学习任务配置模块6配置有任务输入单元，任务输入单元用于接收来自外界的任务指令并推送至显示模块5；

坐姿采集单元包括第一坐姿采集单元、第二坐姿采集单元以及第三采集单元，第一坐姿采集单元为安装在学习椅的椅座上的陀螺仪，陀螺仪能够采集使用时座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异数据并得到第一坐姿数据，第二坐姿采集单元为安装在学习椅的椅座上的红外测距装置，红外测距装置能够采集使用时座垫底部前后、左右与水平面距离的差异数据并得到第二坐姿数据；第三采集单元为安装在学习椅的椅背上的激光测距仪，激光测距仪能够采集使用者背部与学习椅的椅背的距离数据并得到第三坐姿数据。

坐姿采集模块7配置有坐姿判定策略，坐姿判定策略配置有第一基准数据区间、第二基准数据区间以及第三基准数据区间，当第一坐姿数据落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第一坐姿数据未落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第二坐姿数据落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第二坐姿数据未落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第三坐姿数据落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第三坐姿数据未落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果。

坐姿判定策略配置还包括不良坐姿数据库，不良坐姿数据库内存储有不良坐姿类，每一不良坐姿类对应有第一坐姿数据区间、第二坐姿数据区间以及第三坐姿数据区间，坐姿判定策略根据生成的第一坐姿数据、第二坐姿数据以及第三坐姿数据从不良坐姿数据库中调取对应的不良坐姿类并发送至显示模块5。

学习桌上还配置有记录模块4，记录模块4与中央处理模块2电连接，并用于记录学习椅使用时间、学习桌使用时间以及不良坐姿的出现次数。

显示模块5为液晶交互屏，液晶交互屏配置有显示单元以及信息交互单元，显示单元用于显示学习椅使用时间、学习桌使用时间、不良坐姿类以及不良坐姿的出现次数，信息交互单元用于切换显示单元的显示内容。

本方案具体实施方式如下：

使用前，将学习桌和学习椅外接电源，当使用者坐在学习椅的椅座上时，陀螺仪和红外测距装置分别将第一检测信号和第二检测信号发送至中央处理模块2，中央处理模块2唤醒坐姿采集模块7、桌面高度调节模块3、学习任务配置模块6、记录模块4以及显示模块5。

使用者可以通过液晶交互屏输入自己的身高数据，桌面高度调节单元31以输入的身高数据为索引，从身高数据表中调取对应的桌面高度数据以调节桌面高度至合适的高度；当学习桌升降过程中的阻力值大于阻力预值时，保护单元34生成保护信号并发送至桌面高度调节单元31，桌面高度调节单元31调节学习桌的桌面反向移动一段安全距离，从而保证使用过程中的安全性；当排查出阻力原因，并确认使用环境正常后，使用者液晶交互屏输入学习桌的升降距离，控制学习桌升降运行至合适的高度。

在使用学习任务配置模块6时，家长可以在手机上编辑学习任务(课程表)并通过手机端推送至液晶交互屏，液晶交互屏上会显示对应的学习任务，以便使用者根据学习任务合理安排学习时间。

使用者坐在学习椅上进行学习时，陀螺仪能够采集使用者身体重心的变化数据并得到第一坐姿数据，红外测距装置能够采集使用者的臀部对学习椅的椅座的产生的形变数据并得到第二坐姿数据，激光测距仪能够采集使用者背部与学习椅的椅背的距离数据并得到第三坐姿数据，坐姿判定策略将第一坐姿数据、第二坐姿数据以及第三坐姿数据分别与第一基准数据区间、第二基准数据区间以及第三基准数据区间进行比对，并输出坐姿正确或坐姿不良的判定结果，并显示在液晶交互屏上。

当判定结果为坐姿不良时，坐姿判定策略根据生成的第一坐姿数据、第二坐姿数据以及第三坐姿数据从不良坐姿数据库中调取对应的不良坐姿类并发送至液晶交互屏，当液晶交互屏显示不良坐姿为坐歪时，则表明使用者出现身体前倾且坐深靠中，坐深靠中，后躺且坐深靠中，两腿前伸，趴伏且坐深靠中的一种，使用者根据液晶交互屏的显示信息及时纠正坐姿；当液晶交互屏显示不良坐姿为坐远时，则表明使用者出现身体前倾且坐深靠前，坐深靠前，后仰且坐深靠前，二郎腿，趴伏且坐深靠前中的一种，使用者根据液晶交互屏的显示信息及时纠正坐姿。

在使用过程中，液晶交互屏还能实时显示学习椅使用时间、学习桌使用时间、不良坐姿类以及不良坐姿的出现次数，与使用者进行实时的信息交互。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种智能学习桌椅控制系统，包括学习椅和学习桌，其特征在于：所述学习椅上配置有检测模块、坐姿采集模块以及中央处理模块，所述学习桌上配置有桌面高度调节模块、学习任务配置模块以及显示模块；

所述检测模块包括第一检测单元和第二检测单元，所述第一检测单元用于检测学习椅的座垫受到压力后，座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异并生成第一检测信号，所述第二检测单元用于检测学习椅的座垫受到压力后，座垫前后、左右与水平面距离的差异并生成第二检测信号；

所述坐姿采集模块包括若干坐姿采集单元，所述坐姿采集单元用于采集使用者的坐姿信息并传输至显示模块；

所述桌面高度调节模块配置有桌面高度调节单元，所述桌面高度调节单元用于调节桌面高度；

所述学习任务配置模块配置有任务输入单元，所述任务输入单元用于接收来自外界的任务指令并推送至显示模块；

当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述第一检测单元和第二检测单元分别将第一检测信号和第二检测信号发送至中央处理模块，所述中央处理模块唤醒坐姿采集模块、桌面高度调节模块以及学习任务配置模块。

2.根据权利要求1所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述第一检测单元为安装在学习椅的椅座上的陀螺仪，且陀螺仪与中央处理模块电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述陀螺仪能够检测到学习椅的座垫受到压力后，座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异，并将生成的第一检测信号发送至中央处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述第二检测单元为安装在学习椅的椅座上的红外测距装置，且红外测距装置与中央处理模块电连接，当使用者坐在学习椅的椅座上时，所述红外测距装置能够检测学习椅的座垫受到压力后，座垫前后、左右与水平面距离的差异，并将生成的第二检测信号发送至中央处理模块。

4.根据权利要求1所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述桌面高度调节模块还配置有身高输入单元以及身高数据库，所述身高输入单元用于输入使用者的身高数据，所述身高数据库存储有身高数据表，所述身高数据表内存储有预设身高数据，每一所述预设身高数据对应一桌面高度数据，所述桌面高度调节单元以输入的身高数据为索引，从所述身高数据表中调取对应的桌面高度数据以调节桌面高度。

5.根据权利要求1所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述桌面高度调节模块还配置有保护单元，所述保护单元配置有保护机制，所述保护机制预设有安全距离和阻力预值，当所述学习桌升降过程中的阻力值大于所述阻力预值时，所述保护单元生成保护信号并发送至桌面高度调节单元，所述桌面高度调节单元调节学习桌的桌面反向移动一段所述安全距离。

6.根据权利要求1所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述坐姿采集单元包括第一坐姿采集单元、第二坐姿采集单元以及第三采集单元，所述第一坐姿采集单元用于采集使用时座垫底部前后、左右与水平面夹角的差异数据并得到第一坐姿数据，所述第二坐姿采集单元用于采集使用时座垫前后、左右与水平面距离的差异数据并得到第二坐姿数据；所述第三采集单元用于采集使用者背部与学习椅的椅背的距离数据并得到第三坐姿数据。

7.根据权利要求6所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述坐姿采集模块配置有坐姿判定策略，所述坐姿判定策略配置有第一基准数据区间、第二基准数据区间以及第三基准数据区间，当第一坐姿数据落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第一坐姿数据未落入第一基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第二坐姿数据落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第二坐姿数据未落入第二基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果；当第三坐姿数据落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿正确的判定结果，当第三坐姿数据未落入第三基准数据区间时，坐姿判定策略输出坐姿不良的判定结果。

8.根据权利要求7所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述坐姿判定策略配置还包括不良坐姿数据库，所述不良坐姿数据库内存储有不良坐姿类，每一不良坐姿类对应有第一坐姿数据区间、第二坐姿数据区间以及第三坐姿数据区间，所述坐姿判定策略根据生成的第一坐姿数据、第二坐姿数据以及第三坐姿数据从不良坐姿数据库中调取对应的不良坐姿类并发送至显示模块。

9.根据权利要求8所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述学习桌上还配置有记录模块，所述记录模块与中央处理模块电连接，并用于记录学习椅使用时间、学习桌使用时间以及不良坐姿的出现次数。

10.根据权利要求9所述的一种智能学习桌椅控制系统，其特征在于：所述显示模块配置有显示单元以及信息交互单元，所述显示单元用于显示学习椅使用时间、学习桌使用时间、不良坐姿类以及不良坐姿的出现次数，所述信息交互单元用于切换显示单元的显示内容。

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