CN204256912U - 一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，包括坐垫本体、压力传感器、电源模块、电源开关、Micro-USB接口、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块，所述压力传感器、电源模块、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块设置在坐垫本体的内部；压力传感器、电源模块、反馈器件、无线通信模块分别与微处理器模块连接；压力传感器用于测量坐垫上端面所受的压力数据；微处理器模块用于接收压力传感器所测量的压力数据、触发反馈器件。本实用新型有益效果为：通过压力传感器的使用有效实现了使用者的坐姿压力监测，并易与其他设备集成、使用简单、成本低、准确率高且具有便携移动性。

Description

一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫

技术领域

本实用新型属于智能家居坐垫设计领域，尤其涉及一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫。

背景技术

     随着科技的不断进步，智慧城市的快速建设，科技正逐渐融入人们的日常生活，为我们带来便利与舒适，而随着世界人口的老龄化，包括残疾人在内的行动不便人群数量日益增多，轮椅作为残疾人、老年人等行动不便人群的代步工具，使用者在轮椅上的坐姿直接影响着其安全，倾斜程度较大的坐姿或者疲劳状态下也常常会导致使用者从轮椅上跌落。同时，越来越多的办公室人员通常在办公桌前工作一整天，而长期保持一个坐姿严重危害身体健康，容易引起一些脊椎以及其他疾病，能够给与他们适时的提醒将会起到很大的作用。在另一方面，近年来，随着生活水平的不断提高，现代汽车工业的快速发展，道路交通安全问题引起了社会的空前重视，因驾驶员疲劳驾驶引起的交通事故占了道路交通事故很大的比例。现有技术中，坐垫不能对使用者维持正确的坐姿和疲劳状态做出及时的预警。

实用新型内容

本实用新型针对现有坐垫不能对使用者维持正确的坐姿做出监测的问题，提供一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，实现了使用者的坐姿压力监测，并易与其他设备集成、使用简单、成本低、准确率高且具有便携移动性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，包括坐垫本体、压力传感器、电源模块、电源开关、Micro-USB接口、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块，所述压力传感器、电源模块、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块设置在坐垫本体的内部；电源开关与电源模块连接，电源开关设置在坐垫本体的侧面；压力传感器、电源模块、反馈器件、无线通信模块分别与微处理器模块连接；压力传感器用于测量坐垫上端面所受的压力数据；Micro-USB接口与电源模块连接，用于给电源模块充电，Micro-USB接口设置在坐垫本体的侧面；微处理器模块用于接收压力传感器所测量的压力数据、（微处理器模块判断压力传感器所测量的压力数据超出预设压力值时）触发反馈器件；微处理器模块通过无线通信模块与外界终端连接，反馈器件用于以震动、声音提醒用户坐姿不标准。

按上述技术方案，所述电源模块为可充放电的锂电池。

按上述技术方案，所述坐垫本体为长方体，坐垫本体的上、下端面均为正方形，所述压力传感器为4个，压力传感器设置在坐垫本体的上、下端面之间，各压力传感器距离坐垫本体的下端面的高度相等，且与坐垫本体的中心的距离相等。

按上述技术方案，所述压力传感器的横截面为正方形。

本实用新型具有以下有益效果：一种对使用者无约束性的智能坐垫，通过压力传感器的使用有效实现了使用者的坐姿压力监测，并易与其他设备集成、使用简单、成本低、准确率高且具有便携移动性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫的硬件示意图；

图2是本实用新型实施例的坐垫本体内部压力传感器示意图；

图3是本实用新型实施例的坐垫左右方向压力传感器的受力分析示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例中，一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，如图1所示，包括坐垫本体、压力传感器、电源模块、电源开关、Micro-USB接口、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块，所述压力传感器、电源模块、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块设置在坐垫本体的内部；电源开关与电源模块连接，电源开关设置在坐垫本体的侧面；压力传感器、电源模块、反馈器件、无线通信模块分别与微处理器模块连接；压力传感器用于测量坐垫上端面所受的压力数据；Micro-USB接口与电源模块连接，用于给电源模块充电，Micro-USB接口设置在坐垫本体的侧面；微处理器模块用于接收压力传感器所测量的压力数据、（微处理器模块判断压力传感器所测量的压力数据超出预设压力值时）触发反馈器件；微处理器模块通过无线通信模块与外界终端连接，反馈器件用于以震动、声音提醒用户坐姿不标准。

进一步地，电源模块为可充放电的锂电池。

进一步地，所述坐垫本体为长方体，坐垫本体的上、下端面均为正方形，如图2所示，所述压力传感器为4个，压力传感器设置在坐垫本体的上、下端面之间，各压力传感器距离坐垫本体的下端面的高度相等，且与坐垫本体的中心的距离相等。压力传感器均匀分布在坐垫中，有利于根据使用者的各种坐姿获得比较准确的压力数据。

进一步地，所述压力传感器的横截面为正方形。

本发明的较佳实施例中，电源模块可以采用5V可充电锂电池，起到为整个装置提供能源的作用，电源开关起断开电源停止使用的作用。Micro-USB接口是给电源模块中的锂电池进行充电的接口，同时如果需要更新微处理器模块中反馈与响应电路中的固件，也可通过Micro-USB接口进行程序的下载。

微处理器模块包括获取压力传感器数据并控制反馈器件的反馈与响应电路，微处理器模块与压力传感器可以通过控制电路连接，微处理器模块通过无线通信模块与手机和PC连接，用来读取压力传感器所测的压力大小、坐姿识别及通过无线通信模块实现双向通信。图2中，四个压力传感器fsr1、fsr2、fsr3、fsr4，通过测量对比人坐立时上半身施于四个压力传感器的力，根据其压力分布情况，进而推算出人体上半身重心所在位置，最后根据重心分布位置，可以判断坐垫上的人是否处于倾斜状态、倾斜程度以及倾斜方向，同时根据重心所在位置是否收敛以及收敛的速度即重心在多少时间内趋向于一个稳定值，可以推测出使用者的身体是否疲劳以及疲劳程度。四个压力传感器所受压力分别为 QUOTE                                                  ，左右方向的合力为 QUOTE  ，前后方向的合力为 QUOTE  ，其值表示身体倾斜的程度。如果身体偏离坐标轴的时间超过了提前设定的阈值时间则说明使用者身体出现疲劳。如图3所示，为受力分析图。微处理器模块实现坐姿识别与疲劳监测的处理结果，根据用户提前设定的规则，发送控制信号到给用户提醒的反馈器件，控制反馈器件的启动和停止。反馈器件在接收到反馈与响应电路发送的信号之后以振动和声音的方式给用户以适时的反馈，提醒用户调整到正确坐姿。用户接到提醒可以及时的改变坐姿或者做出必要的休息，如果用户觉得坐姿舒服或者并不疲劳，也可以通过手动解除震动和蜂鸣器发声报警模块。无线通信模块采用基于蓝牙4.0低功耗协议的模块，负责接收微处理器模块传送的数据，可与智能手机相连接实现数据的双向通信。手机端显示软件，负责将通过无线通信模块传输过来的数据实时的在手机上进行显示，给用户提供直观的感受和视觉效果。或者使用PC端大数据分析软件将通过手机端显示软件，利用3G无线通信技术，将数据同步到网络端进行大数据的分析。也可以采用机器学习的方法，给用户提供身体疲劳状态的预测，采用当前坐姿状态与数据库中经过大数据分析的疲劳状态的数据进行比对，然后对当前状态进行分析，来判断该状态是否处于不良坐姿或是疲劳状态。本发明有助于实现对办公室人员或者车辆驾驶人员进行坐姿的监测，以满足使用者摆脱过度疲劳，保持良好工作状态或驾驶状态的要求。

本实用新型提供一种对使用者无约束性的智能坐垫，通过压力传感器的使用有效实现了使用者的坐姿压力监测，并易与其他设备集成、使用简单、成本低、准确率高且具有便携移动性。有助于使用者及时了解自身健康状态，特别是轮椅使用者、办公人员、汽车驾驶员的坐姿矫正和疲劳预警有着重要的意义。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，其特征在于，包括坐垫本体、压力传感器、电源模块、电源开关、Micro-USB接口、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块，所述压力传感器、电源模块、微处理器模块、反馈器件、无线通信模块设置在坐垫本体的内部；电源开关与电源模块连接，电源开关设置在坐垫本体的侧面；压力传感器、电源模块、反馈器件、无线通信模块分别与微处理器模块连接；压力传感器用于测量坐垫上端面所受的压力数据；Micro-USB接口与电源模块连接，用于给电源模块充电，Micro-USB接口设置在坐垫本体的侧面；微处理器模块用于接收压力传感器所测量的压力数据、触发反馈器件；微处理器模块通过无线通信模块与外界终端连接，反馈器件用于以震动、声音提醒用户坐姿不标准。

2.根据权利要求1所述的具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，其特征在于，所述电源模块为可充放电的锂电池。

3.根据权利要求1或2所述的具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，其特征在于，所述坐垫本体为长方体，坐垫本体的上、下端面均为正方形，所述压力传感器为4个，压力传感器设置在坐垫本体的上、下端面之间，各压力传感器距离坐垫本体的下端面的高度相等，且与坐垫本体的中心的距离相等。

4.根据权利要求3所述的具有坐姿识别与疲劳监测功能的智能坐垫，其特征在于，所述压力传感器的横截面为正方形。