CN210276341U - 一种智能矫姿书桌 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能矫姿书桌，包括书桌本体，所述的书桌本体包括桌面板和用于支撑桌面板的桌腿；还包括书架板、用于检测到人体头部之间距离的第一红外传感器、用于检测桌下有无人体的第二红外传感器、用于检测人体与桌面板前端水平距离的超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器；书架板垂直设置于桌面板上端面；第一红外传感器设置于书架板上，第一红外传感器、第二红外传感器、超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块均与处理器电连接；语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器均内嵌于桌面板上，避免了误检测用户而导致智能矫姿书桌误开启工作，并能从多角度检测坐姿并提醒用户。

Description

一种智能矫姿书桌

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种智能矫姿书桌。

背景技术

随着生活水平的提高，家长对孩子学习环境的要求也越来越高，现在一些新型的智能书桌，虽然具备一定的矫姿功能，但是无法自动开启；或者即便可以自动开启，然而由于用户无意间从智能书桌旁边经过，导致书桌设备误检测到用户，以为用户要使用书桌，进而导致书桌设备误开启而进行不必要的工作；此外现在的新型智能书桌的设备检测坐姿时，往往只用检测设备，如红外线模块或者超声波模块等，检测头部这一单一部位，而忽略了胸部等其他部位，致使坐姿检测不够准确，不够全面，而且提醒也仅仅使用单一的声音提示，不够明确，不够人性化；另外使用摄像头的方式进行检测坐姿，则会对书桌处理器要求很高，并且还需要存储器存储图像数据并按时清理存储器空间，这样成本会大大提升，而且摄像头安置在书桌上，过于明显，极易导致孩子分心。所以目前涉及矫姿的智能书桌的功能依旧不够完善，不能最大程度的满足用户的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种智能矫姿书桌，能够精确开启，避免了误检测用户而导致智能矫姿书桌误开启工作，并能从多角度检测坐姿并提醒用户，满足用户的多功能和人性化需求。

本实用新型采用的技术方案为：

一种智能矫姿书桌，包括书桌本体，所述的书桌本体包括桌面板和用于支撑桌面板的桌腿；还包括书架板、用于检测到人体头部之间距离的第一红外传感器、用于检测桌下有无人体的第二红外传感器、用于检测人体与桌面板前端水平距离的超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器；所述书架板垂直设置于桌面板上端面；所述的第一红外传感器设置于书架板上；

所述第一红外传感器、第二红外传感器、超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块均与处理器电连接；语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器均内嵌于桌面板上。

所述的智能矫姿书桌还包括用于调节第一红外传感器信号角度的转动连接件，所述的第一红外传感器与通过转动连接件与书架板相连接。

所述的桌面板与用户胸部相对的部分设置弧形缺口。

所述的转动连接件包括第一铰接座、与第一铰接座转动连接的第一转动轴螺栓、第一转动钮、第二铰接座、与第二铰接座转动连接的第二转动轴螺栓和第二转动钮，所述的第一铰接座与书架板固定连接，第二铰接座与第一转动轴固定连接；第一转动钮与第一转动螺栓固定连接，第二转动钮与第二转动螺栓固定连接；第一红外传感器与第二转动螺栓固定连接。

所述的超声波模块和第二红外传感器均设置于桌面板的下端面的中间位置，所述的超声波模块设置于桌面板下端面的前沿；所述的第二红外传感器设置于超声波模块的后侧。

所述的超声波模块的发射端朝向正前方，所述的第二红外传感器的发射端朝向正下方。

所述的桌面板的上端面固定设置有挡板，所述的挡板与书架板平行设置。

所述的挡板的数目为2个，分别设置于桌面板上端面的左端和右端。

本实用新型通过第一红外传感器检测桌面板以下是否有用户身体部位和超声波模块检测智能矫姿书桌正前方是否有用户，从而从不同的角度共同检测判断用户是在使用智能矫姿书桌，还是仅仅从智能矫姿书桌前路过，通过多角度检测，解决了因误检测用户而导致智能矫姿书桌误开启工作的问题；设置计时模块计量用户学习时长，设置第一红外传感器判断用户头部是否下垂，并设置语音模块对用户胸部距离桌面板过近，头部距离桌面板过近和学习时间过长的三种不同情况，发出不同的语音提醒，这使得提醒功能更加人性化。

进一步的，设置转动连接件，调整第一红外传感器的信号检测角度，从而精确测量得到标准姿势下，用于头部与第一红外传感器的距离，从而使得对用户头部是否下垂的判断更加准确。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电路原理图；

图3为图1中A部放大示意图；

附图标记说明：1、桌面板；2、书架板；3、挡板；4、第一红外传感器；5、第二红外传感器；6、超声波模块；7、语音模块；8、操作显示模块；9、第一铰接座；10、第一转动轴螺栓；11、第一转动钮；12、第二铰接座；13、第二转动轴螺栓；14、第二转动钮。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

以下通过附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和2所示，本实用新型包括书桌本体，书桌本体包括桌面板1和用于支撑桌面板1的桌腿；还包括书架板2、用于检测与人体头部之间距离的第一红外传感器4、用于检测

桌下有无人体的第二红外传感器5、用于检测人体与桌面板1前端水平距离的超声波模块6、语音模块7、计时模块、操作显示模块8和处理器；所述书架板2垂直设置于桌面板1上端面；所述的第一红外传感器4设置于书架板2上；

如图3所示，所述第一红外传感器4、第二红外传感器5、超声波模块6、语音模块7、计时模块、操作显示模块8均与处理器电连接；语音模块7、计时模块、操作显示模块8和处理器均内嵌于桌面板1上。计时模块和处理器位于操作显示模块8的正下方，图中未示出。

本实施例中，优选的，所述的矫姿书桌还包括用于调节第一红外传感器4信号角度的转动连接件，所述的第一红外传感器4与通过转动连接件与书架板2相连接。

所述的操作显示模块8采用触摸屏。

所述的转动连接件包括第一铰接座9、与第一铰接座9转动连接的第一转动轴螺栓10、第一转动钮11、第二铰接座12、与第二铰接座12转动连接的第二转动轴螺栓13和第二转动钮14，所述的第一铰接座9与书架板2固定连接，第二铰接座12与第一转动轴固定连接，第二铰接座12沿上下方向转动；第一转动钮11与第一转动螺栓固定连接，第二转动钮14与第二转动螺栓固定连接；第一红外传感器4与第二转动螺栓固定连接，第一红外传感器4通过第二转动螺栓沿左右方向转动，通过第一转动螺栓和第二转动螺栓的配合，实现第一红外传感器4在上下左右四个方向上的调节，保证第一红外传感器4精确测量标准姿势下到人体头部的距离，也便于精确测量不标准姿势下与人体的距离，从而使得对于人体头部与桌面板1的距离是否过近判断更加准确。

本实施例中，所述的超声波模块6和第二红外传感器5均设置于桌面板1的下端面的中间位置，所述的超声波模块6设置于桌面板1下端面的前沿；所述的第二红外传感器5设置于超声波模块6的后侧，空间排布合理，使得智能矫姿书桌更加美观。

所述的超声波模块6的发射端朝向正前方，所述的第二红外传感器5的发射端朝向正下方。从而使得测量得到的躯干与桌面板1之间的距离为水平距离，便于第二红外传感器5探测桌面板1下有无人体腿部。

本实用新型的工作过程及原理如下：

处理器接收到的超声波模块6、第一红外传感器4和第二红外传感器5发送的的信号并进行处理和分析，根据分析结果输出的控制信号。优选的，处理器选择51系列单片机。

计时模块用来记录用户的学习时间，并将信号传递给处理器，当用户学习时间达到要求时间长度时，处理器输出信号到语音模块7，语音模块7输出语音提醒。

当用户以标准坐姿坐于书桌前学习工作时，躯干部分正对超声波传感器，腿部正对第二红外传感器5。转动第一红外传感器4，使得第一红外传感器4正对用户头部。

第二红外传感器5将检测信号传输至处理器中，处理器将所述的检测信号进行分析处理，判断桌面板1正下方有无人体。

超声波传感器检测用户躯干与桌面板1之间的水平距离，通过操作显示显示模块，设置水平距离的阈值范围，本实施例中，水平距离的阈值范围为7cm-17cm。

超声波传感器将测量得到的与用户躯体的水平距离信号传输至处理器中，处理器进行分析、处理，得到水平距离，并与水平距离的阈值进行对比，若低于水平距离阈值上限，且处理器根据第二红外传感器5的检测信号判断桌下有人体，则处理器判断此时用户位于桌前学习，而非仅仅从书桌前路过，通过多角度检测，解决了因误检测而导致智能矫姿书桌误开启或误提示。

当处理器判断用户实时的水平距离低于水平距离阈值的下限，且根据第二红外传感器5的检测信号判断桌下有人体，则处理器判断用户；离桌面板1太近，处理器向语音模块7发送第一语音控制信号，语音模块7接收到第一语音控制信号后，向用户发出用户躯干离桌面板1过近的语音提示。

第一红外传感器4将测量得到的本身与用户头部之间的距离信号传输至处理器中，处理器对其进行分析处理，得到第一红外传感器4与用户头部之间的标准高度距离，由于当用户头部在长时间的工作学习中通常会下垂，此第一红外传感器4与用户头部之间的实时高度距离会变短，因此，将实时高度距离和标准高度距离作比较，根据比较结果即可判断出用户头部是否下垂。

用户根据测量得到的标准高度距离，通过操作显示屏，设置处理器中的高度距离阈值，处理器将实时高度距离与标准高度距离做对比，若实时高度距离低于设置的高度距离阈值下限，则说明用户头部下垂，处理器发送第二语音控制信号至语音模块7，语音接收到第二语音控制信号后，向用户发出头部距离桌面板1过近的语音提示。

当处理器初次判断出用户位于桌前学习时，处理器向计时模块发送开启信号，计时模块接收到开启信号后，开始计时，并将计时信号传输至处理器中，处理器控制操作显示模块8显示计时时长。

通过操作显示模块8，设置学习时长的上限值，当处理器判断用户的学习时长大于所述的学习时长上限值时，处理器向语音模块7发送第三语音控制信号，语音模块7接收到第三语音控制信号号，向用户发出学习时间不宜过长，请适时休息的语音提示。

本实用新型功能完善，可以从多部位检测到用户不正确的坐姿并提醒用户矫正，而且解决了因误检测到用户而导致智能矫姿书桌误开启工作的问题，除此之外，设置多种语音提示，进一步完善了提醒功能。

优选的，所述的桌面板1与用户胸部相对的部分设置弧形缺口，方便用户使用书桌。

所述的桌面板1的上端面固定设置有挡板3，所述的挡板3与书架板2平行设置，所述的挡板3的数目为2个，分别设置于桌面板1上端面的左端和右端。挡板3的设置，使得书桌兼有书架的功能，便于用户快捷的拿取、更换书籍。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认定为限定本实用新型的实施范围，凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (7)

1.一种智能矫姿书桌，包括书桌本体，所述的书桌本体包括桌面板和用于支撑桌面板的桌腿；其特征在于：还包括书架板、用于检测到人体头部之间距离的第一红外传感器、用于检测桌下有无人体的第二红外传感器、用于检测人体与桌面板前端水平距离的超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器；所述书架板垂直设置于桌面板上端面；所述的第一红外传感器设置于书架板上；

所述第一红外传感器、第二红外传感器、超声波模块、语音模块、计时模块、操作显示模块均与处理器电连接；语音模块、计时模块、操作显示模块和处理器均内嵌于桌面板上；

还包括用于调节第一红外传感器信号角度的转动连接件，所述的第一红外传感器与通过转动连接件与书架板相连接。

2.根据权利要求1所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的桌面板与用户胸部相对的部分设置弧形缺口。

3.根据权利要求2所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的转动连接件包括第一铰接座、与第一铰接座转动连接的第一转动轴螺栓、第一转动钮、第二铰接座、与第二铰接座转动连接的第二转动轴螺栓和第二转动钮，所述的第一铰接座与书架板固定连接，第二铰接座与第一转动轴固定连接；第一转动钮与第一转动螺栓固定连接，第二转动钮与第二转动螺栓固定连接；第一红外传感器与第二转动螺栓固定连接。

4.根据权利要求2所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的超声波模块和第二红外传感器均设置于桌面板的下端面的中间位置，所述的超声波模块设置于桌面板下端面的前沿；所述的第二红外传感器设置于超声波模块的后侧。

5.根据权利要求4所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的超声波模块的发射端朝向正前方，所述的第二红外传感器的发射端朝向正下方。

6.根据权利要求1所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的桌面板的上端面固定设置有挡板，所述的挡板与书架板平行设置。

7.根据权利要求6所述的智能矫姿书桌，其特征在于：所述的挡板的数目为2个，分别设置于桌面板上端面的左端和右端。

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