CN114631709A - 一种基于姿态识别的智能座椅 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于姿态识别的智能座椅,属于姿态纠正装置的技术领域。其包括底座和安装在底座上的支撑管；坐垫装置；靠背装置；腰托装置；姿态纠正装置，姿态纠正装置包括控制模块、压力传感器、距离传感器以及语音提醒模块，控制模块设置在底座内，压力传感器设置在座椅腰托的正面，距离传感器设置在座椅靠背的顶部，控制模块与压力传感器、距离传感器以及语音提醒模块电性连接，控制模块与坐垫装置、靠背装置以及腰托装置电性连接。本申请对座椅使用人员的腰部和颈部位置数据进行采集和分析判断，再通过语音提醒使用人员，促使使用人员可以在语音的提醒下纠正自己的坐姿，摆正工作姿势，减少坐姿不良造成的危害，提高使用人员的身体健康。

Description

一种基于姿态识别的智能座椅

技术领域

本申请涉及姿态纠正座椅的技术领域，尤其是涉及一种基于姿态识别的智能座椅。

背景技术

办公座椅是指日常工作和社会活动中为工作方便而配备的各种椅子。为了给使用者舒适感，办公座椅相对于普通座椅具有多功能调节的功能，例如椅背角度调节、座椅高度调节等。

在工作中，办公人员的座椅高度基本都存在问题，同时，由于工作繁忙等原因，办公人员在办公过程中身体会不自觉前倾，导致坐姿不良，造成办公人员容易出现颈椎病、腰背部肌肉劳损等身体异常问题。

基于此，本申请提供一种基于姿态识别的智能座椅，已解决上述技术问题。

发明内容

为了有助于对座椅使用者的坐姿进行调整，本申请提供一种基于姿态识别的智能座椅。

本申请提供的一种基于姿态识别的智能座椅采用如下的技术方案：

一种基于姿态识别的智能座椅，包括

底座和安装在所述底座上的支撑管；

坐垫装置，所述坐垫装置包括座椅坐垫和坐垫高度调节组件，所述座椅坐垫设置在所述支撑管上，所述坐垫高度调节组件设置在支撑管上用于调节座椅坐垫的高度；

靠背装置，所述靠背装置包括座椅靠背和靠背高度调节组件，所述座椅靠背设置在所述靠背高度调节组件的输出端，所述座椅靠背设为两个，两个所述座椅靠背之间预留有靠背间隙，所述靠背高度调节组件安装在所述支撑管上用于调节座椅靠背的高度；

腰托装置，所述腰托装置包括座椅腰托、腰托安装座、腰托前后位置调节组件以及腰托高度调节组件，所述座椅腰托位于座椅靠背的正面并位于两座椅靠背之间，所述腰托安装座的一端穿过靠背间隙与座椅腰托连接，所述腰托安装座的另一端与支撑管的内壁滑移连接，所述腰托前后位置调节组件设置在腰托安装座上用于带动座椅腰托前后移动，所述腰托高度调节组件设置在支撑管内用于调节腰托安装座的高度；

姿态纠正装置，所述姿态纠正装置包括控制模块、压力传感器、距离传感器以及语音提醒模块，所述控制模块设置在底座内，所述压力传感器设置在座椅腰托的正面，所述距离传感器设置在座椅靠背的顶部，所述控制模块与压力传感器、距离传感器以及语音提醒模块电性连接，所述控制模块与坐垫装置、靠背装置以及腰托装置电性连接。

通过采用上述技术方案，控制模块内预先设置好不同身高段的人员的坐姿模式，使用人员通过控制模块选择与其身高相对应的坐姿模式后，控制模块控制坐垫装置自动调整座椅坐垫移动到预设的高度，控制靠背装置和腰托装置调整座椅靠背和座椅腰托移动到预设高度，以使腰托能正确支撑使用人员的腰部。同时，压力传感器对人员的腰部与座椅腰托之间的压力进行检测，当压力未达预设范围时，通过语音提醒模块提醒使用人员将腰部抵接在座椅腰托上，并且，距离传感器对人员的颈部与靠背之间的距离进行检测，当距离未达到预设范围时，通过语音提醒模块提醒使用人员摆正头部，从而对座椅使用人员的坐姿进行调整。本申请方案对座椅使用人员的腰部和颈部位置数据进行采集和分析判断，再通过语音提醒使用人员，促使使用人员可以在语音的提醒下纠正自己的坐姿，摆正工作姿势，减少坐姿不良造成的危害，提高使用人员的身体健康。

可选的，所述腰托安装座包括滑动穿设于所述支撑管内腔的腰托滑移座和固定在所述腰托滑移座周侧壁的腰托连接部，所述腰托连接部的一侧滑动贯穿支撑管的侧壁，所述腰托前后位置调节组件安装在腰托连接部上，所述腰托前后位置调节组件的输出端与座椅腰托的背面连接。

通过采用上述技术方案，可以根据使用人员的身高调整座椅腰托的高度，使座椅腰托能有效支撑在人体的腰部，减少人体的腰部受力，座椅腰托的前后位置可以调节，使座椅腰托可以有效移动至贴合人体腰部处，进一步提高使用人员的舒适度。

可选的，所述腰托前后位置调节组件包括腰托前后伸缩件，所述腰托前后伸缩件的一端与腰托连接部固定连接，另一端穿过所述靠背间隙与座椅腰托的背面固定连接。

通过采用上述技术方案，可以最大程度上缩小结构占用空间，同时保持对座椅腰托的支撑和移动。

可选的，所述靠背高度调节组件包括靠背套环、靠背连接杆以及靠背高度调节件，所述靠背套环滑动套设于支撑管的外周，所述靠背套环的一侧开设有供腰托滑移座通过的套环开口，所述靠背连接杆的一端与靠背套环连接，另一端与座椅靠背的背部连接，所述靠背高度调节件安装在支撑管的外周用于带动靠背套环升降。

通过采用上述技术方案，座椅靠背和座椅腰托的高度调节互不干涉，有利于对座椅靠背和座椅腰托的高度进行调整，同时，当座椅使用人员需要后躺进行休憩时，可调节座椅腰托的高度，使座椅腰托移动至人体的后脑勺位置，利用座椅腰托对后脑勺进行支撑，该方案进一步提高了该座椅的功能性。

可选的，所述座椅靠背与靠背连接杆铰接，所述座椅靠背的旋转轴线垂直于腰托伸缩杆的轴线和支撑管的轴线，所述靠背连接杆上安装有用于带动座椅靠背旋转的靠背旋转驱动组件，所述靠背旋转驱动组件与控制模块电性连接。

通过采用上述技术方案，座椅靠背可以前后进行翻转，利用座椅靠背贴合人体腰椎，进一步减轻腰椎受力，提高对人体姿态的纠正程度。

可选的，所述坐垫高度调节组件包括坐垫滑移座、坐垫连接杆、坐垫安装座以及坐垫高度调节件，所述坐垫滑移座的一侧滑动穿设于支撑管内，所述坐垫连接杆固定于坐垫滑移座远离支撑杆的一侧，所述坐垫安装座安装于坐垫连接杆上，所述座椅坐垫安装于坐垫安装座上，所述坐垫高度调节件设置在支撑管内用于带动坐垫滑移座升降。

通过采用上述技术方案，利用坐垫高度调节件可以随时调节座椅坐垫的高度，以使人体小腿和大腿能保持90度夹角，确保坐姿的正确性。

可选的，所述坐垫安装座的底侧设置有安装座套管，所述安装座套管滑移套设在坐垫连接杆的外周，所述安装座套管与坐垫滑移座之间连接有套管伸缩件，所述套管伸缩件与控制模块电性连接。

通过采用上述技术方案，以便于能够调整坐垫安装座的前后位置，以使小腿和大腿呈90度夹角时，座椅坐垫的前侧边能抵接在小腿和大腿的内侧夹角，从而保证正确的坐姿。

可选的，所述坐垫安装座的两侧边安装有座椅扶手，所述座椅扶手的底面设置有能够用于开启不同模式的操作界面，所述操作界面与控制模块电性连接。

通过采用上述技术方案，除了选用预先设置好的坐姿模式外，通过操作界面可以自行调节座椅坐垫、座椅腰托以及座椅靠背的高度或者角度，以使使用人员可根据自身身体条件进行调整，提高座椅的舒适度。此外，当使用人员需要休憩时，可将腰托调整到人体脑部位置，同时座椅坐垫向前，座椅靠背向后，促使座椅倾斜，使人员可以斜躺在座椅上，从而进一步提高了本申请座椅的功能性。

可选的，所述座椅坐垫从上往下依次包括三防面料层、高弹海绵层以及结构稳固层，所述结构稳固层与坐垫安装座固定连接。

通过采用上述技术方案，三防面料具有防污/防油/防水功能，高弹海绵层具有较高的弹性和透气性，提高人体臀部坐在座椅坐垫的舒适感，并且通过结构稳固层，使座椅坐垫可以稳固安装在坐垫安装座上，保证其稳定性。

可选的，所述支撑管的外周设有防护罩。

通过采用上述技术方案，利用防护罩可以对支撑管上的装置进行围护，提高座椅的安全性并且减少环境因素对装置的影响。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.压力传感器对人员的腰部与座椅腰托之间的压力进行检测，当压力未达预设范围时，通过语音提醒模块提醒使用人员将腰部抵接在座椅腰托上，并且，距离传感器对人员的颈部与靠背之间的距离进行检测，当距离未达到预设范围时，通过语音提醒模块提醒使用人员摆正头部，从而对座椅使用人员的坐姿进行调整。本申请方案对座椅使用人员的腰部和颈部位置数据进行采集和分析判断，再通过语音提醒使用人员，促使使用人员可以在语音的提醒下纠正自己的坐姿，摆正工作姿势，减少坐姿不良造成的危害，提高使用人员的身体健康。

2.当使用人员需要休憩时，可将腰托调整到人体脑部位置，同时座椅坐垫向前，座椅靠背向后，促使座椅倾斜，使人员可以斜躺在座椅上，从而进一步提高了本申请座椅的功能性。

3.本申请方案座椅坐垫、座椅腰托以及座椅靠背的高度或者角度均可依靠操作界面进行调节，也可以依靠预先设置好的模式进行自动调节，以使可以规范化纠正人员坐姿，提高人员坐姿的正确性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例主要展示支撑管的剖面示意图。

图3是本申请实施例的座椅坐垫的结构示意图。

图4是本申请实施例主要展示靠背装置的结构示意图。

图5是图4中A部分的放大示意图。

附图标记说明：

1、底座；2、支撑管；3、坐垫装置；31、座椅坐垫；311、三防面料层；312、高弹海绵层；313、结构稳固层；32、坐垫滑移座；33、坐垫连接杆；34、安装座套管；35、坐垫安装座；36、坐垫高度调节件；37、套管伸缩件；38、座椅扶手；4、靠背装置；41、座椅靠背；411、靠背间隙；42、靠背套环；421、限位凸条；422、套环开口；43、靠背连接杆；44、靠背高度调节件；45、防护罩；46、靠背旋转驱动组件；461、靠背旋转电机；462、主动齿；463、从动齿；5、腰托装置；51、座椅腰托；52、腰托安装座；521、腰托滑移座；522、腰托连接部；53、腰托前后位置调节组件；54、腰托高度调节组件；6、姿态纠正装置；61、控制模块；62、压力传感器；63、距离传感器；64、语音提醒模块；65、操作界面。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于姿态识别的智能座椅。参照图1和图2，智能座椅包括底部安装有万向轮的底座1和安装在底座1上的支撑管2，支撑管2的外周设有防护罩45，支撑管2上分别安装有坐垫装置3、靠背装置4以及腰托装置5,靠背装置4和腰托装置5上安装有姿态纠正装置6，利用姿态纠正装置6识别座椅使用人员的坐姿，并通过姿态纠正装置6提醒使用人员纠正坐姿，实现健康办公。

参照图1和图2，坐垫装置3包括坐垫高度调节组件和设置在坐垫高度调节组件输出端的座椅坐垫31，其中，坐垫高度调节组件包括一侧滑移穿设于支撑管2内腔的坐垫滑移座32、与坐垫滑移座32延伸出支撑管2一侧固定连接的坐垫连接杆33、滑移套设在坐垫连接杆33外周的安装座套管34以及固定在安装座套管34上的坐垫安装座35，座椅坐垫31安装在坐垫安装座35顶面；底座1内设置有坐垫高度调节件36对坐垫滑移座32进行驱动，本实施例中，坐垫高度调节件36选用电机和螺杆，利用电机和螺杆带动坐垫滑移座32在支撑管2内升降，从而实现座椅坐垫31高度的调节。

同时，坐垫连接杆33的外周壁还设有套管伸缩件37，套管伸缩件37选用电动推杆，电动推杆的伸缩端与安装座套管34固定连接，利用电动推杆对座椅坐垫31的前后位置进行调节；坐垫安装座35位于座椅左右两侧的位置安装有座椅扶手38，座椅扶手38的侧面设置有操作界面65，操作界面65与姿态纠正装置6电性连接，使用人员能够通过操作界面65对座椅的姿态进行调节，以适配使用人员的身体条件。

参照图2和图3，座椅坐垫31包括从上往下依次设置的三防面料层311、高弹海绵层312以及结构稳固层313，结构稳固层313与坐垫安装座35固定连接，三防面料层311和高弹海绵层312能够减少污染和提高座椅舒适感。

参照图4，靠背装置4包括靠背高度调节组件和设置在靠背高度调节组件输出端的座椅靠背41，其中，靠背高度调节组件包括滑动套设在支撑管2外周的靠背套环42、固定在靠背套环42外周壁的靠背连接杆43以及用于带动靠背套环42升降的靠背高度调节件44，靠背连接杆43的一端与座椅靠背41的背部连接；支撑管2的外周壁沿其轴线方向延伸设置有限位凸条421，靠背套环42的内周壁开设有供限位凸条421滑移穿设的限位滑槽，通过限位凸条421和限位滑槽，使靠背套环42与支撑管2稳定连接。

本实施例中，靠背高度调节件44包括电机和螺杆，电机安装在支撑管2靠近顶端的外壁，螺杆与电机连接，螺杆与靠背套环42螺纹连接，利用电机和螺杆带动靠背套环42升降，从而实现对座椅靠背41高度的调节。此外，支撑管2的外周安装有防护罩45，利用防护罩45可将电机和螺杆围护在防护罩45内，提高安全性。

参照图4，本实施例中，座椅靠背41设置为两个，两个座椅靠背41对应于人体背部的左右两侧设置，一根靠背连接杆43连接一座椅靠背41的背部中心，座椅靠背41与靠背连接杆43的端部铰接，座椅靠背41的旋转轴线垂直于坐垫连接杆33和支撑管2的轴线，使座椅靠背41能够前后翻转，调节座椅靠背41与人体腰椎贴合，减少脊柱变形程度。

参照图5，靠背连接杆43上安装有用于带动座椅靠背41旋转的靠背旋转驱动组件46，靠背旋转驱动组件46包括靠背旋转电机461、主动齿462和从动齿463，靠背旋转电机461安装在靠背连接杆43内，主动齿462固定在靠背旋转电机461的输出端，从动齿463固定在座椅靠背41与靠背连接杆43的旋转轴上，主动齿462与从动齿463相啮合，利用靠背旋转电机461，可以调节座椅靠背41的前后旋转角度，以使座椅靠背41可以匹配使用人员的身体条件，对人员背部进行准确贴合，提高适用性。

参照图2和图4,两座椅靠背41之间沿升降方向预留有靠背间隙411，腰托装置5包括一侧滑动穿设于支撑管2内腔的腰托安装座52、固定在腰托安装座52延伸出支撑管2一侧的座椅腰托51、设置在腰托安装座52与座椅腰托51之间的腰托前后位置调节组件53以及设置在支撑管2内的腰托高度调节组件54。

其中，腰托安装座52包括滑动穿设于支撑管2内腔的腰托滑移座521和固定在腰托滑移座521周侧壁的腰托连接部522，腰托连接部522的一侧滑动贯穿支撑管2的侧壁，靠背套环42的侧壁开设有供腰托连接部522通过的套环开口422，从而使座椅腰托51和座椅靠背41的高度调节互不干涉。腰托高度调节组件54包括螺杆和电机，螺杆和电机设置在支撑管2上，电机安装在支撑管2顶端，利用螺杆和电机带动座椅腰托51升降。

参照图2，腰托前后位置调节组件53包括腰托前后伸缩件，腰托前后伸缩件可选用电动推杆，腰托前后伸缩件的两端分别与座椅腰托51的背部和腰托连接部522固定连接，从而能够通过腰托前后伸缩件对座椅腰托51的前后位置进行调节，进一步提高其适用场景。

参照图1和图2，姿态纠正装置6包括安装在底座1内的控制模块61、安装在座椅腰托51内用于检测人体背部与座椅腰托51之间压力大小的压力传感器62、安装在座椅靠背41顶部用于检测人体颈部与座椅靠背41之间距离的距离传感器63以及设置在底座1内的语音提醒模块64，控制模块61与压力传感器62、距离传感器63、语音提醒模块64以及操作界面65电性连接，控制模块61与坐垫装置3、靠背装置4以及腰托装置5电性连接。

本申请实施例一种基于姿态识别的智能座椅的实施原理为：控制模块61内可预先设置好不同身高段的人员的坐姿模式，使用人员通过操作界面65选择与其身高相对应的坐姿模式后，控制模块61控制坐垫装置3自动调整座椅坐垫31的高度，靠背装置4和腰托装置5自动调整座椅靠背41和座椅腰托51移动到预设高度和预设前后位置。本申请方案中对正确的坐姿的判断方法是，压力传感器62对人员的腰部与座椅腰托51之间的压力进行检测，当压力未达预设范围时，通过语音提醒模块64提醒使用人员将腰部抵接在座椅腰托51上，并且，距离传感器63对人员的颈部与座椅靠背41之间的距离进行检测，当距离未达到预设范围时，通过语音提醒模块64提醒使用人员摆正头部，从而实现对座椅使用人员坐姿的调整和纠正。

此外，另一种操作模式为，使用人员在使用座椅之前，通过操作界面65手动调节座椅坐垫31、座椅腰托51以及座椅靠背41的位置，调整完成后，以该位置作为标准，后续通过控制模块61以该标准对座椅使用人员的坐姿进行判断和语音提醒纠正，从而进一步提高该智能座椅的可适配性。

本申请方案对座椅使用人员的腰部和颈部位置数据进行采集和分析判断，再通过语音提醒使用人员，促使使用人员可以在语音的提醒下纠正自己的坐姿，摆正工作姿势，减少坐姿不良造成的危害，提高使用人员的身体健康。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于，包括：

底座(1)和安装在所述底座(1)上的支撑管(2)；

坐垫装置(3)，所述坐垫装置(3)包括座椅坐垫(31)和坐垫高度调节组件，所述座椅坐垫(31)设置在所述支撑管(2)上，所述坐垫高度调节组件设置在支撑管(2)上用于调节座椅坐垫(31)的高度；

靠背装置(4)，所述靠背装置(4)包括座椅靠背(41)和靠背高度调节组件，所述座椅靠背(41)设置在所述靠背高度调节组件的输出端，所述座椅靠背(41)设为两个，两个所述座椅靠背(41)之间预留有靠背间隙(411)，所述靠背高度调节组件安装在所述支撑管(2)上用于调节座椅靠背(41)的高度；

腰托装置(5)，所述腰托装置(5)包括座椅腰托(51)、腰托安装座(52)、腰托前后位置调节组件(53)以及腰托高度调节组件(54)，所述座椅腰托(51)位于座椅靠背(41)的正面并位于两座椅靠背(41)之间，所述腰托安装座(52)的一端穿过靠背间隙(411)与座椅腰托(51)连接，所述腰托安装座(52)的另一端与支撑管(2)的内壁滑移连接，所述腰托前后位置调节组件(53)设置在腰托安装座(52)上用于带动座椅腰托(51)前后移动，所述腰托高度调节组件(54)设置在支撑管(2)内用于调节腰托安装座(52)的高度；

姿态纠正装置(6)，所述姿态纠正装置(6)包括控制模块(61)、压力传感器(62)、距离传感器(63)以及语音提醒模块(64)，所述控制模块(61)设置在底座(1)内，所述压力传感器(62)设置在座椅腰托(51)的正面，所述距离传感器(63)设置在座椅靠背(41)的顶部，所述控制模块(61)与压力传感器(62)、距离传感器(63)以及语音提醒模块(64)电性连接，所述控制模块(61)与坐垫装置(3)、靠背装置(4)以及腰托装置(5)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述腰托安装座(52)包括滑动穿设于所述支撑管(2)内腔的腰托滑移座(521)和固定在所述腰托滑移座(521)周侧壁的腰托连接部(522)，所述腰托连接部(522)的一侧滑动贯穿支撑管(2)的侧壁，所述腰托前后位置调节组件(53)安装在腰托连接部(522)上，所述腰托前后位置调节组件(53)的输出端与座椅腰托(51)的背面连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述腰托前后位置调节组件(53)包括腰托前后伸缩件，所述腰托前后伸缩件的一端与腰托连接部(522)固定连接，另一端穿过所述靠背间隙(411)与座椅腰托(51)的背面固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述靠背高度调节组件包括靠背套环(42)、靠背连接杆(43)以及靠背高度调节件(44)，所述靠背套环(42)滑动套设于支撑管(2)的外周，所述靠背套环(42)的一侧开设有供腰托滑移座(521)通过的套环开口(422)，所述靠背连接杆(43)的一端与靠背套环(42)连接，另一端与座椅靠背(41)的背部连接，所述靠背高度调节件(44)安装在支撑管(2)的外周用于带动靠背套环(42)升降。

5.根据权利要求4所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述座椅靠背(41)与靠背连接杆(43)铰接，所述座椅靠背(41)的旋转轴线垂直于腰托伸缩杆(522)的轴线和支撑管(2)的轴线，所述靠背连接杆(43)上安装有用于带动座椅靠背(41)旋转的靠背旋转驱动组件(46)，所述靠背旋转驱动组件(46)与控制模块(61)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述坐垫高度调节组件包括坐垫滑移座(32)、坐垫连接杆(33)、坐垫安装座(35)以及坐垫高度调节件(36)，所述坐垫滑移座(32)的一侧滑动穿设于支撑管(2)内，所述坐垫连接杆(33)固定于坐垫滑移座(32)远离支撑杆的一侧，所述坐垫安装座(35)安装于坐垫连接杆(33)上，所述座椅坐垫(31)安装于坐垫安装座(35)上，所述坐垫高度调节件(36)设置在支撑管(2)内用于带动坐垫滑移座(32)升降。

7.根据权利要求6所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述坐垫安装座(35)的底侧设置有安装座套管(34)，所述安装座套管(34)滑移套设在坐垫连接杆(33)的外周，所述安装座套管(34)与坐垫滑移座(32)之间连接有套管伸缩件(37)，所述套管伸缩件(37)与控制模块(61)电性连接。

8.根据权利要求6或7所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述坐垫安装座(35)的两侧边安装有座椅扶手(38)，所述座椅扶手(38)设置有能够用于开启不同模式的操作界面(65)，所述操作界面(65)与控制模块(61)电性连接。

9.根据权利要求6所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述座椅坐垫(31)从上往下依次包括三防面料层(311)、高弹海绵层(312)以及结构稳固层(313)，所述结构稳固层(313)与坐垫安装座(35)固定连接。

10.根据权利要求1所述的一种基于姿态识别的智能座椅，其特征在于：所述支撑管(2)的外周设有防护罩（45）。

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