CN202615577U

CN202615577U - 一种坐姿监视装置

Info

Publication number: CN202615577U
Application number: CN2012202734909U
Authority: CN
Inventors: 罗开南; 王楠
Original assignee: Taizhou Vocational and Technical College
Current assignee: Taizhou speed electromechanical Co., Ltd.
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2022-06-07

Abstract

本实用新型提供了一种坐姿监视装置，属于电子技术领域。它解决了现有技术中检测仪器对着脸部检测产生的波和磁对身体无益和造成不适且结构复杂和扩展性不好的问题。本坐姿监视装置包括给各个元器件提供电能的电源，该装置还包括用于若干个检测头部与被观测物体距离的超声波传感器、用于对超声波传感器检测的距离信号进行比较判别并控制执行的微处理器和用于提示使用者处于不良坐姿的警示模块，微处理器与超声波传感器之间连接有信号调理模块，微处理器的输出口还连接警示模块。该装置通过传感器有效的检测头部与观测物体的距离作为判断的标准并对不良的坐姿进行提醒，且该装置结构简单，成本低廉。

Description

一种坐姿监视装置

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，涉及一种坐姿监视装置。

背景技术

我国中小学生学习坐姿不端正是一个普遍的现象，不规范的坐姿严重影响了学生的身心健康。目前，青少年学生视力减退的问题正引起了人们和社会的极大关注，近视患者之高和趋于低龄化的现象令人担忧。同时青少年在身体发育的年龄段不注意坐姿的正确性也很容易引起脊椎长弯受损而影响青少年的生长发育。近年来也出现了一些以监视学生学习姿势或矫正学生坐姿不端正行为的产品，但普遍存在设计不合理、使用环境有限、使用效果差、操作复杂等情况。如现有的优姿读写装置由红外线发射器和接收器组成，使用过程中脉冲红外线接收器放置在书桌上距离人体正确读写的距离，在接收器接收的距离信号不对时发出鸣叫信号。该装置的发射和接收的相对位置不易调准，且左右移动等正常的活动范围都不能进行移动，使得使用者使用不便。

且中国专利文献公开了申请号为88218769.4的一种坐姿监视器，该监视器由面部发光检测器、亮度检测器、灵敏调节器、报警器和电源组成。对低头，弓背、弯腰等不良坐姿从视距上起警示的作用。但该检测方式是从面部的反光进行检测对于个人差异可能检测不准确，更有检测仪器对着脸部检测产生的波和磁对身体无益和造成不适。再着该装置的结构复杂且扩展性不好。

发明内容

本实用新型针对现有的技术存在上述问题，提出了一种坐姿监视装置，该装置通过传感器有效的检测头部与观测物体的距离作为判断的标准并对不良的坐姿进行提醒，且该装置结构简单，成本低廉。

本实用新型通过下列技术方案来实现：一种坐姿监视装置，该装置包括给各个元器件提供电能的电源，其特征在于，该装置还包括用于若干个检测头部与被观测物体距离的超声波传感器、用于对超声波传感器检测的距离信号进行比较判别并控制执行的微处理器和用于提示使用者处于不良坐姿的警示模块，所述的微处理器与超声波传感器之间连接有信号调理模块，所述的微处理器的输出口还连接警示模块。

将超声波传感器佩戴在人的耳部或头部，打开电源使元器件通电，微处理器发出控制脉冲给超声波传感器由超声波传感器发出超声波，超声波被桌面或书本等障碍物反射后被超声波传感器接收并发送给微处理器，微处理器接收并通过信号调理电路对检测信号进行处理，从而测得超声波传感器佩戴位置到与被测物体之间的距离。微处理器接收并通过信号调理电路对检测信号进行处理后的若干个超声波传感器根据上述的测量方式分别测出相应的距离信号，并各自单独与设定的对应参数值进行比较，当有一个测量的距离信号值小于设定的对应设定值则微处理器发出控制指令给警示模块，警示模块提示使用者正处于不良坐姿状态让其调整坐姿。

在上述的坐姿监视装置中，所述的信号调理模块包括两级放大器，上述超声波传感器的接收输出端与放大器的输入端相连接，所述的放大器的输出端连接微处理器。超声波接收传感器将接收到的微弱信号经两级放大器放大后送给微处理器。

在上述的坐姿监视装置中，所述的超声波传感器为两对，所述超声波传感器一和超声波传感器二的端部成90度集成。超声波传感器佩戴检测时，超声波传感器一与眼睛平行，超声波传感器二与眼睛垂直且探测头向下，超声波传感器一和超声波传感器二的端部成90度集成后，加装上佩戴结构可以固定在头部或耳朵上，平行于眼睛向前的超声波方便检测眼部前方的距离位置，垂直于眼睛的超声波传感器方便检测头部与桌面的距离。使检测更加的准确，对不同线性引起的坐姿不良情况能够起到有效的判别。

在上述的坐姿监视装置中，所述的警示模块包括蜂鸣器和振动单元，所述的蜂鸣器和振动单元的输入口同时连接微处理器的同一输出口。蜂鸣器发出鸣叫声提醒使用着注意坐姿问题，同时对于听觉不变的人群增加了振动单元发出的振动来提醒使用者，从而扩大了使用者的范围。

在上述的坐姿监视装置中，所述的警示模块还包括LED提示灯，LED提示灯并联连接蜂鸣器的输入和输出端，所述LED提示灯为闪烁灯。在不能有声音和振动的环境里，以便不打乱思绪的情况下，选择LED闪烁提示更加具有人性化。

在上述的坐姿监视装置中，所述的警示模块上还连接有用于选择性屏蔽提示单元的拨动开关。拨动开关可以根据不同的环境需要对上述的蜂鸣器、振动单元和LED提示灯根据自己的环境选择适当的提醒模式，打开或关闭蜂鸣器，从而扩大了更多的使用环境。

在上述的坐姿监视装置中，所述的警示模块单独集成模块一；且所述的超声波传感器也单独集成模块二；所述的信号调理模块、微处理器和电源集成模块三，所述的集成模块一、模块二盒模块三分别通过长导线一次连接。使用过程中把超声波传感器和警示模块分别戴在左右耳朵上，把剩下的集成模块三放在口袋或桌子上，整体结构更加简单、时尚、方便，使用更加舒适。

在上述的坐姿监视装置中，所述的微处理器为单片机。

现有技术相比，本实用新型坐姿监视装置具有以下优点：

1、本实用新型通过正前方和侧方的传感器有效的检测头部与观测物体的距离作为判断的标准并对不良的坐姿进行提醒，且该装置结构简单，成本低廉有预防近视、驼背、发育畸形等的功能。

2、本实用新型具有两对成90度角分别检测头部前方垂直距离和向下距离的多方位检测作为判断的依据使得该装置的实用性更加的强大。

3、本实用新型的警示模式可根据自己的环境需要进行选择，更具人性化。

4、本实用新型通过对超声波传感器独立集成模块一；警示模块独立集成模块二和微处理器分别与信号调理模块、电源集成模块三，三块独立集成模块使得携带和固定都更加的方便，更具人性化设计。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中1、超声波传感器；2、信号调理模块；21、放大器；3、微处理器；4、警示模块；41、蜂鸣器；42、振动单元；43、LED提示灯；5、拨动开关。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本坐姿监视装置包括给个元器件提供电能的电源，该装置还包括用于若干个检测头部与被观测物体距离的超声波传感器1、用于对超声波传感器1检测的距离信号进行比较判别并控制执行的微处理器3和用于提示使用者处于不良坐姿的警示模块4。这里的最优模式选择超声波传感器为两对，超声波传感器一和超声波传感器二的端部成90度集成。微处理器3与超声波传感器1之间连接有信号调理模块2，微处理器3的输出口还连接警示模块4。这里的微处理器3为单片机

信号调理模块由两级放大器21组成，超声波传感器接收输出端与放大器的输入端相连，放大器的输出端连接微处理器。超声波传感器将接收到的微弱信号经两级放大器放大后送给微处理器3。

警示模块4包括蜂鸣器41、振动单元42、LED提示灯43。蜂鸣器41、振动单元42、LED提示灯43的输入口通过电线和插座与微处理器3的同一输出口连接。LED提示灯43为闪烁灯。警示模块4上还连接有用于选择性屏蔽提示单元的拨动开关5。拨动开关5对警示模式可以选择，比如在安静的学习环境中，可以使用拨动开关5关闭蜂鸣器41的鸣叫。

这里警示模块单独集成为模块一；且超声波传感器也单独集成为模块二；信号调理模块、微处理器和电源集成为模块三。集成模块一、模块二盒模块三分别通过长导线一次连接。使用过程中把超声波传感器和警示模块分别戴在左右耳朵上，把剩下的集成模块三放在口袋或桌子上，整体结构更加简单、时尚、方便，使用更加舒适。

第二种集成方式：警示模块、拨动开关、信号调理模块和微处理器经行集成为模块。超声波传感器单独集成，该集成使得超声波传感器的检测装置单独集成后方便携带固定轻便，警示模块、拨动开关、信号调理模块和微处理器集成后与上面的检测装置长线连接，可以把除检测以外的部分放在口袋里或桌子上单独放置。使该坐姿监视装置使用性舒适。

以下是本实用新型坐姿监视装置的工作原理：

超声波传感器佩戴检测时，超声波传感器一与眼睛平行，超声波传感器二与眼睛垂直且探测头向下，超声波传感器一和超声波传感器二的端部成90度集成后，加装上佩戴结构可以固定在头部或耳朵上，平行于眼睛向前的超声波方便检测眼部前方的距离位置，垂直于眼睛的超声波传感器方便检测头部与桌面的距离。由两个超声波传感器的端部成90度集成的检测装置佩戴在使用者的头部或耳朵上，该坐姿监视装置的其余元器件蜂鸣器41、振动单元42、LED提示灯43、拨动开关5、信号调理模块和微处理器3集成后可以方便放在口袋后桌面上。警示模块也可以选择单独集成佩戴于耳朵或头部。

电源给所以的元器件供电后，超声波传感器佩戴在人的头部或耳部位置，微处理器3发出控制脉冲给超声波传感，超声波传感器发出超声波被桌面或竖着的书本等障碍物反射后被超声波传感器接收从而测得超声波传感器佩戴位置到被测物体之间的距离。在正常的坐姿下与两垂直的超声波传感器用于检测前方书本竖着看书时的距离或电脑屏幕距离。而平行与脸部的超声波传感器用于检测脸部到桌面的竖直距离。超声波传感器把检测的距离信号通过模拟电量的形式输出经过放大器21放大处理后再经微处理器3接收数字信号。

微处理器3接受通过信号调理电路对检测信号进行处理后的若干个超声波传感器1根据上述的测量方式分别测出的相应的距离信号，并各自单独与设定的对应参数值进行比较，当任何一个测量的距离信号值小于设定的对应设定值则微处理器3发出控制指令给警示模块4，警示模块4提示使用者处于不良坐姿让其调整坐姿。同时使用者可以根据自己处的实际环境和要求对警示模块4有选择的进行警示，比如在教室等安静的环境，可以通过拨动开关5选择关闭语音提示的蜂鸣器41工作。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了超声波传感器1、信号调理模块2、放大器21、微处理器3、警示模块4、蜂鸣器41、振动单元42、LED提示灯43、拨动开关5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种坐姿监视装置，该装置包括给各个元器件提供电能的电源，其特征在于，该装置还包括用于若干个检测头部与被观测物体距离的超声波传感器、用于对超声波传感器检测的距离信号进行比较判别并控制执行的微处理器（3）和用于提示使用者处于不良坐姿的警示模块（4），所述的微处理器（3）与对应的超声波传感器之间连接有信号调理模块（2），所述的微处理器（3）的输出口还连接警示模块（4）。

2.根据权利要求1所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的信号调理模块（2）包括两级放大器（21），上述每个超声波传感器的接收输出端与放大器（21）的输入端相连接，所述的放大器（21）的输出端连接微处理器（3）。

3.根据权利要求2所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的超声波传感器为两对，所述超声波传感器一和超声波传感器二的端部成90度集成。

4.根据权利要求1或2或3所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的警示模块（4）包括蜂鸣器（41）和振动单元（42），所述的蜂鸣器（41）和振动单元（42）的输入口同时连接微处理器（3）的同一输出口。

5.根据权利要求4所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的警示模块（4）还包括LED提示灯（43），LED提示灯（43）并联连接蜂鸣器（41）的输入和输出端，所述LED提示灯（43）为闪烁灯。

6.根据权利要求5所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的警示模块（4）上还连接有用于选择性屏蔽提示单元的拨动开关（5）。

7.根据权利要求6所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的警示模块（4）单独集成模块一；且所述的超声波传感器也单独集成模块二；所述的信号调理模块（2）、微处理器（3）和电源集成模块三，所述的集成模块一、模块二和模块三分别通过长导线依次连接。

8.根据权利要求7所述的坐姿监视装置，其特征在于，所述的微处理器（3）为单片机。