CN207199063U - 坐姿矫正装置与台灯 - Google Patents

Abstract

一种坐姿矫正装置，包括：检测单元，所述检测单元用于检测目标区域内使用者的姿势并生成对应于所述使用者上半身不同部分的多个检测信号；处理单元，所述处理单元用于根据所述检测信号确定所述使用者的坐姿，并根据所述使用者的坐姿生成相应的判断信号；指示单元，所述指示单元用于根据所述判断信号向所述使用者发出指示信号，提示所述使用者的坐姿是否正确。本实用新型提供了一种矫正辅助判断精确及时的坐姿矫正装置与台灯。

Description

坐姿矫正装置与台灯

技术领域

本实用新型属于坐姿矫正技术领域，具体地来说，是一种坐姿矫正装置与台灯。

背景技术

随着人们工作节奏的加快，长期的伏案工作与学习对人类带来了很多负面影响。其中，对于人体的骨骼健康的挑战极为严重。久坐下，人们容易懈怠而造成坐姿不当，长此以往会对人体骨骼造成不可逆转的损害。目前，肩周炎、颈椎病等问题日益突出。此外，坐姿不正还会对人们的视力造成损害，特别是青少年的视力问题更为显著。

现有技术中，尚缺乏较为有效的坐姿检测矫正方案。一方面，坐姿检测矫正方案应具有准确的检测结果，并具有及时的矫正辅助；另一方面，坐姿检测矫正方案应具有良好的实用性与环境适应性，不因环境的变换而失效。现有的技术条件下，尚难以简洁有效的方式予以实现。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种坐姿矫正装置与台灯，可实时检测与判断使用者的坐姿，并对使用者发出提示信息而促使使用者及时矫正。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种坐姿矫正装置，包括：

检测单元，所述检测单元用于检测目标区域内使用者的姿势并生成对应于所述使用者上半身不同部分的多个检测信号；

处理单元，所述处理单元用于根据所述检测信号确定所述使用者的坐姿，并根据所述使用者的坐姿生成相应的判断信号；

指示单元，所述指示单元用于根据所述判断信号向所述使用者发出指示信号，提示所述使用者的坐姿是否正确。

作为上述技术方案的改进，所述检测单元包括发射模组与接收模组，所述发射模组用于发射红外信号，所述接收模组用于接收反射红外信号并生成所述检测信号，所述红外信号扫描所述目标区域而生成所述反射红外信号。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发射模组包括阵列分布的复数个红外发射管，复数个所述红外发射管以预设的顺序依次发射所述红外信号，任一所述红外发射管对应地检测一子区域，复数个所述子区域沿铅垂方向拼接而成所述目标区域。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发射模组还包括发射座，所述发射座具有复数个安装部，所述红外发射管一一对应地安装于所述安装部上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述发射座具有壳体结构，所述壳体结构具有弧形表面，沿所述弧形表面开设多个连通开口，所述开口连接所述壳体结构的内外表面，所述安装部设于所述壳体结构的内部并与所述开口连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述指示单元包括扬声器和/或指示灯。

作为上述技术方案的进一步改进，所述坐姿矫正装置还包括调节器，所述调节器用于调节所述使用者的环境参数。

一种坐姿矫正台灯，包括台灯底座、台灯支架、台灯罩与以上所述的坐姿矫正装置。

作为上述技术方案的改进，所述台灯支架两端分别连接所述台灯底座与所述台灯罩，所述台灯支架与所述台灯底座之间的夹角为锐角，所述台灯支架与所述台灯罩之间的夹角为钝角。

作为上述技术方案的进一步改进，所述台灯罩具有新月形构造，所述新月形构造的外圆弧位于所述台灯罩远离使用者的一侧，所述新月形构造的内圆弧位于所述台灯罩接近使用者的一侧，所述坐姿矫正装置设于所述新月形构造的内圆弧的中点处。

本实用新型的有益效果是：

设置检测单元、处理单元与指示单元，检测单元检测使用者上半身的不同部分，处理单元根据检测单元的检测结果确定使用者的坐姿并进行判断，判定使用者的坐姿是否标准而正确，指示单元根据处理单元的判断结果而发出指示信号，实现了对使用者坐姿的实时精确判断与矫正辅助，提供了一种矫正辅助判断精确及时的坐姿矫正装置与台灯。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的坐姿矫正装置的连接结构示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的坐姿矫正装置的发射座的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的坐姿矫正台灯的结构示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的坐姿矫正方法的步骤流程图。

主要元件符号说明：

10000-坐姿矫正台灯，1000-坐姿矫正装置，0100-检测单元，0110-发射模组，0111-红外发射管，0112-发射座，0112a-开口，0120-接收模组，0200-处理单元，0300-指示单元，0400-调节器，2000-台灯底座，3000-台灯支架，4000-台灯罩。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对坐姿矫正装置与台灯进行更全面的描述。附图中给出了坐姿矫正装置与台灯的优选实施例。但是，坐姿矫正装置与台灯可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对坐姿矫正装置与台灯的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在坐姿矫正装置与台灯的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，坐姿矫正装置1000，包括检测单元0100、处理单元0200与指示单元0300，用于确定使用者的坐姿，并判断使用者的坐姿是否正确，根据判断结果向使用者发出指示信息，提醒使用者保持当前坐姿或及时进行矫正。在坐姿校正系统的辅助下，使用者得以保证正确的坐姿，身体处于良好的受力状态而避免损伤。坐姿矫正装置1000的主要构造详述如下。

检测单元0100用于检测目标区域内使用者的姿势并生成对应于使用者上半身不同部分的多个检测信号。所谓目标区域，是指使用者以坐姿形态出现时，使用者上半身所处的区域。目标区域为一预设区域，对具有不同身高体态的使用者，具有相当程度的普适性。换言之，对于不同的使用者，其上半身均完整地处于目标区域内。

同时，检测单元0100可有效地对整个目标区域进行检测。换言之，在目标区域的任意位置，检测单元0100均可进行有效检测。由此，检测单元0100对具有不同身高体态的使用者，无差别地具有检测上的有效性。

检测单元0100在检测结构上，被配置成对于使用者上半身的不同部分，具有对应的检测信号。其中，检测信号至少可反映使用者上半身沿铅垂方向的不同部分的位置。例如，对于头部、肩部、胸部、腹部等不同部分，检测单元0100在检测信号上具有对应性，使处理单元0200根据检测信号可获知使用者上半身不同部分的具体位置。

以上不同部分的位置对应性，可通过多种检测手段予以实现。例如，通过自下而上或自上而下地逐一扫描，根据检测信号的时间顺序而获得对应性，其中上与下分别指头部与腰腹部。又如，将目标区域沿铅垂方向切分为若干子区域，而对应不同部位，并使检测单元0100的检测子单元与子区域一一对应地设置，而获得检测信号的位置对应性。

其中，检测单元0100可采用多种形式，如接触式传感器与非接触式传感器。优选地，检测单元0100采用红外检测方式。具体地，检测单元0100包括发射模组0110与接收模组0120，发射模组0110用于发射红外信号，接收模组0120用于接收反射红外信号并生成检测信号。红外信号扫描目标区域而生成反射红外信号，换言之，红外信号经目标区域内的人体反射而得到反射红外信号，具有一一对应的特点。

进一步优选，发射模组0110包括阵列分布的复数个红外发射管0111，复数个红外发射管0111以预设的顺序依次发射红外信号，任一红外发射管0111对应地检测一子区域，复数个子区域沿铅垂方向拼接而成目标区域。相应地，接收模组0120包括一至数个红外接收器，在一个示范性的实施例中，接收模组0120具有与红外发射管0111一一对应地设置的红外接收器。任一红外接收器对应地接收与其对应的红外发射管0111的反射红外信号，具有更佳的区分度而便于对相应的子区域进行检测与记录，并具有时间上的顺序性。

换言之，在任意时刻，仅有一个红外发射管0111工作而发射红外信号。不同的红外发射管0111对应于不同的子区域，各个子区域之间互不重合，并拼接而组成完整的目标区域。显然，任一子区域对应于使用者上半身的一个部分，红外信号经该部分反射而形成反射红外信号，该反射红外信号经接收模组0120接收转换为对应的检测信号，从而实现检测信号与使用者上半身不同部分的对应性。其中，红外信号与反射红外信号均为红外光束。

应当理解，由于使用者的身高差异，某些子区域内并未出现使用者的身体部分，接收模组0120无法取得与该子区域对应的检测信号。例如，身高较矮的使用者，其头部不会出现在处于较高位置的子区域内。相应地，检测信号对应的最高位置的子区域，即对应于使用者的头部，使使用者的身体分布得以确认。

在一个示范性的实施例中，复数个红外发射管0111被配置成如下关系：任意身高的使用者进入目标区域时，该使用者的上半身至少占据两个子区域。换言之，至少两个红外发射管0111可向使用者的上半身发射红外信号，且接收模组0120至少接收到对应于两个子区域的反射红外信号。特别地，对应于使用者的腰腹部的子区域应当检测到反射红外信号，否则将判定为无人状态。在此关系下，可有效避免发生误判。

请参阅图2，优选地，发射模组0110还包括发射座0112，发射座0112具有复数个安装部，红外发射管0111一一对应地安装于安装部上。复数个安装部之间的分布关系对应于子区域的划分，设置目的在于使红外发射管0111与子区域具有一一对应的关系。

发射座0112用于安装在所应用的设备上，如照明设备、车厢内。在一个示范性的实施例中，发射座0112具有壳体结构，安装部设于壳体结构的内部以固定红外发射管0111。同时，壳体表面开设多个开口0112a，开口0112a连接壳体的内外表面并与安装部一一连通地设置，红外发射管0111发射的红外信号互不干涉地经开口0112a而向外传播。

进一步优选，发射座0112具有弧形表面，开口0112a沿弧形表面开设，并具有预设轮廓，使任一红外发射管0111发射的红外信号取得预设的投影轮廓，有效地覆盖目标区域，并避免红外信号无序散射而保证轮廓边缘清晰，便于取得充足的反馈光线。

处理单元0200用于根据检测信号确定使用者的坐姿，并根据使用者的坐姿生成相应的判断信号。处理单元0200具有相应的逻辑运算能力，可以集成于检测单元0100中，亦可作为单独设置于外的独立处理单元，还可集成于所应用的实际设备中，如照明设备、汽车的控制系统中。示范性地，处理单元0200可采用微处理器、单片机、计算机等形式实现。

首次运算时，处理单元0200根据初始的检测信号，判断使用者的真正身高，以之作为后续运算的判断依据。在后续的某次判断中，处理单元0200根据持续的检测信号，即时确定使用者的坐姿，并与使用者的身高参数进行比对，即可判断使用者的上半身的松弛程度。在另一个实施例中，处理单元0200亦可根据预设的坐姿参数，首先比对判断使用者的实际身高，进而在持续检测中持续比对判断使用者的坐姿。若对比结果一致，则判断为正确，否则判断为错误，处理单元0200并发出相应的判断信号。

根据判断信号，指示单元0300向使用者发出指示信号，提示使用者的坐姿是否正确，实现疲劳提醒。其中，指示信号包括声光信号等可供使用者观察获取的信号。使用者根据指示信号，及时矫正坐姿，避免对身体造成损害。

优选地，指示单元0300包括扬声器和/或指示灯。在指示单元0300采用扬声器的实施例中，指示单元0300发出提示音进行语音提醒，包括人声提醒、报警哨声提醒等。在指示单元0300采用指示灯的实施例中，指示单元0300发生提示灯光，如红色代表不正确、蓝色代表正确等。

优选地，坐姿矫正装置1000还包括调节器0400，调节器0400用于调节使用者的环境参数。例如，在台灯的应用中，调节器0400用于调节台灯的光强、相关色温等，使台灯的照明效果更为符合使用者的当前坐姿。又如，在座椅应用中，调节器0400用于调节座椅的角度与支撑硬度，自行对使用者的坐姿进行矫正。再如，在驾驶舱的座椅应用中，调节器0400还可用于调节座椅相对于方向盘的前后位置，对坐姿进行矫正或提示休息，避免发生疲劳驾驶。

在一个示范性的实施例中，检测单元0100、处理单元0200与指示单元0300可全部封装于一微型壳体中，通过与应用设备进行电性连接，即可轻松地进行应用。

请结合参阅图3，在此一并介绍一种坐姿矫正台灯10000，包括台灯底座2000、台灯支架3000、台灯罩4000与以上所述的坐姿矫正装置1000。在一个示范性的实施例中，发射座0112设于台灯罩4000上，并面向使用者而可直接地进行检测。

台灯支架3000两端分别连接台灯底座2000与台灯罩4000，台灯支架3000与台灯底座2000之间的夹角为锐角，台灯支架3000与台灯罩4000之间的夹角为钝角。

具体地，锐角与钝角的角度布置，形成水平方向上台灯支架3000在后而台灯罩4000伸出于前的构造。换言之，台灯罩4000更为接近使用者，使灯光可直接投射于书籍或读物上，取得更佳的照明效果。

在一个示范性的实施例中，台灯底座2000与台灯罩4000相对的表面具有平行关系。换言之，台灯罩4000面对桌面的一侧表面与水平面平行，使灯光分布更为均匀，投射角度更为合理。进而，坐姿矫正装置1000设于台灯罩4000面向使用者的一侧中央处，直面于使用者而便于检测。

优选地，坐姿矫正台灯10000还具有用于与外部设备进行数据通信的无线通信模块。具体地，无线通信模块可以是WiFi、蓝牙、2G/3G/4G等模块，外部设备可以是服务器、移动智能终端等，由此而将坐姿矫正台灯10000的坐姿参数传输至外部设备，加强互动连通。例如，坐姿矫正台灯10000的检测参数与结果可通过互联网推送至移动智能终端的微信上，通过微信实现与用户的互动。其中，移动智能终端可包括智能手机、平板电脑、智能可穿戴设备等。

请参阅图4，在此一并一种坐姿矫正方法，包括以下步骤：

S10：检测目标区域内使用者的初始坐姿并生成对应于使用者上半身的不同部分的多个初始信号。

如前所述，当使用者初次进入目标区域，检测单元0100检测使用者的初始坐姿，在不同的子区域内扫描而得到相应的初始信号。由于使用者的身高差异，部分子区域不存在对应的初始信号。

应当注意，初始状态下，使用者一般保持较为正确而标准的坐姿，因此该初始坐姿可作为使用者的正确坐姿，为后续的判断提供参考。特别地，检测单元0100初次检测到使用者时，指示单元0300尚可发出相应的指示信息，提示使用者保持正确坐姿，以供采集。

S20：根据多个初始信号确定使用者的正确坐姿，并生成正确坐姿下的检测信号分布曲线。

根据初始信号对应的子区域所处的高度，处理单元0200即可判断使用者的身高，并根据该组初始信号而记录使用者在正确坐姿下的身体分布，形成检测信号分布曲线。

S30：检测一个时间周期内使用者的坐姿并生成与时间周期内对应的多组检测信号，一组检测信号对应于一个检测循环中使用者上半身的不同部分。

在一个检测循环中，检测单元0100对目标区域进行完整的一次扫描，获得目标区域内返回的一组检测信号。在一个示范性的实施例中，一组检测信号由与各个子区域一一对应的检测信号组成，其中检测信号根据该子区域的人体存在与否可处于缺省状态。

一个时间周期包括复数个检测循环，检测单元0100进行多次完整的检测。以时间周期为单位，使用者的坐姿习惯具有更佳的参考意义，以便进行分析而进行矫正。

S40：根据多组检测信号与检测信号分布曲线，确定在时间周期内使用者的正确坐姿次数。

如前所述，处理单元0200将接收到的多组检测信号与检测信号分布曲线一一进行比对分析，从而得出每一个检测循环中使用者的坐姿是否正确，并记录正确坐姿次数，从而得到所述时间周期内的正确坐姿次数。

S50：根据正确坐姿次数对使用者发出提示信息和/或调节环境参数。

处理单元0200根据正确坐姿次数与预设参数进行比对分析，判断使用者在时间周期的坐姿状态。例如，若在一个时间周期内，正确坐姿次数大于预设次数，则判定为坐姿无伤，否则判定为坐姿有损。

相应地，处理单元0200发出相应指令。一方面可将控制指令发送至指示单元0300，控制指示单元0300对使用者发出提醒信息；另一方面可将调节量发送至调节器0400，调节器0400根据调节量而调节环境参数或执行机械调节动作。

应当注意的是，在一个检测循环中，若未接收到来自对应于腰腹部的子区域的初始信号/检测信号，则判断使用者未进入目标区域，从而保证判断的准确性。进一步地，若仅接收到来自一个子区域的初始信号/检测信号，亦应判断使用者未进入目标区域。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种坐姿矫正装置，其特征在于，包括：

检测单元，所述检测单元用于检测目标区域内使用者的姿势并生成对应于所述使用者上半身不同部分的多个检测信号；

处理单元，所述处理单元用于根据所述检测信号确定所述使用者的坐姿，并根据所述使用者的坐姿生成相应的判断信号；

指示单元，所述指示单元用于根据所述判断信号向所述使用者发出指示信号，提示所述使用者的坐姿是否正确。

2.根据权利要求1所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述检测单元包括发射模组与接收模组，所述发射模组用于发射红外信号，所述接收模组用于接收反射红外信号并生成所述检测信号，所述红外信号扫描所述目标区域而生成所述反射红外信号。

3.根据权利要求2所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述发射模组包括阵列分布的复数个红外发射管，复数个所述红外发射管以预设的顺序依次发射所述红外信号，任一所述红外发射管对应地检测一子区域，复数个所述子区域沿铅垂方向拼接而成所述目标区域。

4.根据权利要求3所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述发射模组还包括发射座，所述发射座具有复数个安装部，所述红外发射管一一对应地安装于所述安装部。

5.根据权利要求4所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述发射座具有壳体结构，所述壳体结构具有弧形表面，沿所述弧形表面开设多个连通开口，所述开口连接所述壳体结构的内外表面，所述安装部设于所述壳体结构的内部并与所述开口连通。

6.根据权利要求1所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述指示单元包括扬声器和/或指示灯。

7.根据权利要求1所述的坐姿矫正装置，其特征在于，所述坐姿矫正装置还包括调节器，所述调节器用于调节所述使用者的环境参数。

8.一种坐姿矫正台灯，其特征在于，包括台灯底座、台灯支架、台灯罩与权利要求1-7任一项所述的坐姿矫正装置。

9.根据权利要求8所述的坐姿矫正台灯，其特征在于，所述台灯支架两端分别连接所述台灯底座与所述台灯罩，所述台灯支架与所述台灯底座之间的夹角为锐角，所述台灯支架与所述台灯罩之间的夹角为钝角。

10.根据权利要求9所述的坐姿矫正台灯，其特征在于，所述坐姿矫正台灯还具有用于与外部设备进行数据通信的无线通信模块。