CN212776948U - 一种坐姿监测提醒设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种坐姿监测提醒设备，属于辅助阅读设备技术领域，其包括：环形灯头，所述环形灯头通过支撑杆安装在一底座上；摄像头；夹持座，所述摄像头可拆卸的安装在夹持座上；所述摄像头还可安装在所述环形灯头中部的空腔内并通过夹持座定位在空腔内。本实用新型公开的坐姿监测提醒设备，通过摄像头与夹持座以及环形灯头可拆卸连接的方式，使设备具有更多功能。使用时，取下摄像头通过夹持座夹持在书本上进行固定，摄像头始终保持在与书本相对固定的位置上当人脸偏移标准位置或人脸距离书本较近时，系统就会做出相应的提示，来帮助人们养成端正坐姿和健康用眼的习惯，一定程度上减少近似眼的病发率。同时，设备也可用于日常的照明。

Description

一种坐姿监测提醒设备

技术领域

本实用新型涉及一种坐姿监测提醒设备，属于辅助阅读设备技术领域。

背景技术

近视眼被列为世界三大疾病之一，中国近视眼人数近4亿，发病率为33％，是世界平均发病率22％的1.5倍。我国学生近视发病率高达50％-60％，居世界第二位。其中，小学生视力不良检出率为28％、初中生为60％、高中生为85％。近视的形成原因可以分为先天遗传和后天环境因素，其中前者占20％，后者占80％。而后天形成近视因素可以通过改善用眼环境、养成良好的用眼习惯来加强对近视的预防。例如，在学校、家庭或工作中，免不了会长时间阅读书籍、查看资料、书写等，在上述各场景中保持良好的坐姿和用眼距离对于我们的眼睛保护有着非常重要的意义。

对于学生来讲，时刻保持良好的坐姿和安全的用眼距离需要毅力和坚持，父母或老师很难时刻监督提醒。现有技术中已公开的某些和台灯结合的坐姿监测提醒设备大多需要固定位置使用，当台灯根据使用需求调整角度或摆放位置后会影响监测的准确度。本实用新型旨在提供一种新型的坐姿监测提醒设备来提醒人们及时矫正坐姿并保持用眼距离，以预防近视发生。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术所存在的问题，提供了一种坐姿监测提醒设备，摄像头始终保持在与书本相对固定的位置上，当人脸偏移标准位置或人脸距离书本较近时，系统就会做出相应的提示，来帮助人们养成端正坐姿和健康用眼的习惯。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种坐姿监测提醒设备，包括：

环形灯头，所述环形灯头通过支撑杆安装在一底座上；

摄像头；

夹持座，所述摄像头可拆卸的安装在夹持座上；

所述摄像头还可安装在所述环形灯头中部的空腔内并通过夹持座定位在空腔内，所述夹持座包括下夹体和位于下夹体顶部的上夹体，所述下夹体和上夹体通过销轴转动连接，所述下夹体由位于销轴前侧的下夹体夹持臂和位于销轴后侧的下夹体控制部构成，所述上夹体由位于销轴前侧的上夹体夹持臂和位于销轴后侧的上夹体控制部构成；

所述销轴上套设扭簧，所述扭簧的两个簧腿分别抵靠在上夹体控制部和下夹体控制部，所述上夹体夹持臂的前端和下夹体夹持臂的前端在扭簧弹力作用下夹合在一起；

所述下夹体夹持臂与下夹体控制部位于同一平面内，下夹体控制部的顶部设置有安装筒，下夹体控制部上开设有与安装筒同轴设置的通孔；

所述上夹体控制部为中部挖空的框状结构。

可选的，所述上夹体夹持臂的数量为两个，两个上夹体夹持臂并列设置在上夹体控制部的前部两侧；所述下夹体夹持臂的数量为两个，两个下夹体夹持臂并列设置在下夹体控制部的前部两侧。

可选的，所述上夹体夹持臂具有向下夹体夹持臂弯曲的弧形结构。

可选的，所述摄像头的外周面与所述空腔或安装筒螺纹连接。

可选的，所述摄像头的外周面与所述空腔或安装筒通过磁力吸附连接。

可选的，所述坐姿监测提醒设备还包括控制器和提醒器，所述控制器分别与摄像头和提醒器通讯连接，用于接收、分析摄像头获取的图像信息并根据分析结果向提醒器发出指令，控制提醒器播放对应的音频。

可选的，所述坐姿监测提醒设备还包括与灯头电连接的亮度调节器，所述亮度调节器用于接收控制器的指令以控制灯头的亮度。

可选的，所述坐姿监测提醒设备还包括显示器，所述显示器与控制器通讯连接或电连接。

可选的，所述通讯连接方式为wifi连接或蓝牙连接。

本申请的有益效果包括但不限于：

本实用新型申请提供的坐姿监测提醒设备，通过摄像头与夹持座以及环形灯头可拆卸连接的方式，使设备具有更多功能。使用时，取下摄像头通过夹持座夹持在书本上进行固定，摄像头始终保持在与书本相对固定的位置上当人脸偏移标准位置或人脸距离书本较近时，系统就会做出相应的提示，来帮助人们养成端正坐姿和健康用眼的习惯，一定程度上减少了近似眼等疾病的病发率。同时，设备也可用于日常的照明，并能通过摄像头捕捉的图像把环形灯头的亮度调节到一个合适的数值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请提供的坐姿监测提醒设备的结构示意图；

图2为图1的右视图；

图3为本申请提供的坐姿监测提醒设备中摄像头安装在夹持座上时的立体结构示意图；

图4为图3中将摄像头取下后的结构示意图；

图5为图4中将上夹体取下后的结构示意图；

图6为本申请提供的坐姿监测提醒设备中摄像头安装在夹持座上时的侧视结构示意图；

图7为根据人脸位置信息，辅助矫正坐姿的流程；

图8为根据人脸位置信息，调节环形灯头亮度的流程。

图中，100、底座；200、环形灯头；300、摄像头；400、支撑杆；500、夹持座；510、下夹体；511、下夹体夹持臂；512、下夹体控制部；520、上夹体；521、上夹体夹持臂；522、上夹体控制部；530、销轴；540、扭簧；550、耳座；5121、安装筒；5122、通孔；600、显示器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图3中所示，本实用新型申请提供的坐姿监测提醒设备，包括底座100、环形灯头200和摄像头300，环形灯头200通过支撑杆400安装在底座100上，摄像头300既能够可拆卸的安装在夹持座500上，还能够可拆卸的安装在环形灯头200中部的空腔内，并通过夹持座500定位在空腔内。

具体的，参考图3及图6，夹持座500包括下夹体510和位于下夹体510顶部的上夹体520，下夹体510和上夹体520通过销轴530转动连接，下夹体510由位于销轴530前侧的下夹体夹持臂511和位于销轴530后侧的下夹体控制部512构成，上夹体520由位于销轴530前侧的上夹体夹持臂521和位于销轴530后侧的上夹体控制部522构成。

具体的，参考图5，下夹体510和上夹体520的两侧均设置一对耳座550，销轴530的的数量为两根，每根销轴530的端部转动安装在耳座550上。

参考图5及图6，销轴530上套设扭簧540，扭簧540的两个簧腿分别抵靠在上夹体控制部522和下夹体控制部512，上夹体夹持臂521的前端和下夹体夹持臂511的前端在扭簧540弹力作用下夹合在一起。

参考图4及图5，下夹体控制部512的顶部设置有安装筒5121，摄像头300可安装在安装筒5121内。阅读时，将摄像头300从环形灯头200上取下后安装在安装筒5121内，捏住下夹体控制部512和上夹体控制部522使其靠拢，下夹体夹持臂511和上夹体夹持臂521的前部则会张开，将书本移入张开口中，然后松开下夹体控制部512和上夹体控制部522即可将夹持座500夹持在正在阅读的书本上，摄像头300即随着夹持座500固定在书本上。

为了使夹持座500能够稳定的放置在桌面上，以及在摄像头300嵌设在环形灯头200中部的空腔时夹持座500能方便与摄像头300连接，特将下夹体夹持臂511与下夹体控制部512应位于同一平面内。

摄像头300安装在环形灯头200时，需要将其固定住。为此，参考图5，在下夹体控制部512上开设与安装筒5121同轴设置的通孔5122，当摄像头300安装在环形灯头200中部的空腔时，摄像头300的底部从空腔中穿出，将夹持座500通过下夹体控制部512上的通孔5122套在摄像头300底部，并与安装筒5121连接，即可固定摄像头300的位置。

通常，摄像头300的外周面与空腔或安装筒5121螺纹连接，或者是通过磁力吸附连接，可以比较方便的与环形灯头200或者夹持座500固定在一起，或者也可选择其他种类的连接方式，以达到固定效果更佳。环形灯头300通常包括环形外壳以及嵌设在环形外壳内的环形灯管。支撑杆400选用金属波纹管，可以弯曲改变环形灯头300的方向，并且内部设置导线以连接环形灯头300与底座100内的供电部分。摄像头300内置锂电池，可通过USB充电。

在上夹体夹持臂521的前端和下夹体夹持臂511合拢或者张开的过程中，为了避免安装筒5121对上述过程造成影响，将上夹体控制部522设置为中部挖空的框状结构，使框状结构能够包绕在安装筒5121的外侧，两者不会接触。

书本较厚时，书脊部位较厚，会将夹持座500的上夹体520和下夹体510撑开，导致夹持座500不能牢固的夹持在书本上。为此，上夹体夹持臂521和下夹体夹持臂511的数量均设置为两个，两个上夹体夹持臂521并列设置在上夹体控制部522的前部两侧，两个下夹体夹持臂511并列设置在下夹体控制部512的前部两侧。在扭簧530的弹力作用下，两侧的上夹体夹持臂521和下夹体夹持臂511分别夹合在一起。操作时，使书脊部位位于两侧的上夹体夹持臂521和下夹体夹持臂511之间，即可排除书脊部位的干扰。

为了使上夹体夹持臂521的前端在书本较薄和较厚时都能与书本接触，在优选的实施方式中，上夹体夹持臂521具有向下夹体夹持臂511弯曲的弧形结构，以使上夹体夹持臂521的前端与书本的距离最近，始终能与书本接触。

在其中一实施方式中，坐姿监测提醒设备还包括控制器和提醒器，控制器分别与摄像头300和提醒器通讯连接，用于接收、分析摄像头300获取的图像信息并根据分析结果向提醒器发出指令，控制提醒器播放对应的音频。

具体的，提醒器安装在底座100中，可以选用蜂鸣器，用于发出用眼距离过近的警报。

在另一实施方式中，坐姿监测提醒设备还包括与环形灯头200电连接的亮度调节器，亮度调节器用于接收控制器的指令以控制环形灯头200的亮度。控制器通过摄像头300获取的图像得到阅读环境的亮度，以自动调节环形灯头200的亮度。

在另一实施方式中，坐姿监测提醒设备还包括显示器600，显示器600与控制器通讯连接或电连接，具体可通过HDMI口连接显示器600，显示器600实时显示摄像头300画面。

具体的，通讯连接方式为wifi连接或蓝牙连接。

在其中一具体实施方式中，控制器为树莓派3B+主控板，通过主控板运行人脸检测、摄像头测距、坐姿预估、蜂鸣器报警等程序。主控板通过自带的数字引脚连接蜂鸣器，通过持续给蜂鸣器发送方波信号实现报警，距离越近报警声音越急促。

由于人脸的朝向和坐姿相关，即在非人为的情况下，人的坐姿朝向和人脸朝向是基本一致的，所以通过检测人脸的位置信息来近似判断其坐姿是否端正的方法是可行的。

摄像头测距为成熟技术，本申请中可具体利用三角形相似法，原理图如下所示：

W为人脸的实际宽度(找10个年龄合适的实验对象取平均值)，w为摄像头获取的图像中人脸的宽度(由检测人脸的模型得到人脸的位置信息，进而计算得到图像中人脸的宽度)，f为摄像头的焦距(一般是固定不变的)，d为待计算的人脸到摄像头之间的距离。

根据三角形相似原理，有以下公式成立：

所以，根据公式(2)可以求得人脸与摄像头之间的距离，即近似视作人脸距离书本之间的近似距离(摄像头夹持在书本上)。

摄像头测距的目的是为了判断人脸是否距离书本太近(实际测得的距离为摄像头到人脸的距离，当摄像头与书本平行或位置接近时，可以近似认为人脸到书本的距离等于人脸到摄像头的距离)，当距离太近时，蜂鸣器会报警且摄像头画面上会有文字提示“为了您的用眼健康，请适当远离书本！”。图7为根据人脸位置信息，辅助矫正坐姿的流程。

实现环形灯头200的亮度调节的算法流程也放在主控板里，主控板被封装在底座100里。开机后，程序会自动打开摄像头300并把实时的画面显示在显示器上，通过opencv可以提取到当前帧图像的平均亮度值，把当前帧的亮度值与设定的阈值比较，从而判断是否调节环形灯头200的亮度。图8为根据人脸位置信息，调节环形灯头200亮度的流程。

摄像头300内嵌在环形灯头200中，可单独取下后通过夹持座500夹持在书本上，使摄像头300与书本齐平并始终与书本保持相对固定的位置后，开机执行上述程序以准确监测坐姿和用眼距离。使用完后将摄像头300安装到环形灯头200上存放，不妨碍照明功能。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种坐姿监测提醒设备，其特征在于，包括：

环形灯头，所述环形灯头通过支撑杆安装在一底座上；

摄像头；

夹持座，所述摄像头可拆卸的安装在夹持座上；

所述摄像头还可安装在所述环形灯头中部的空腔内并通过夹持座定位在空腔内，所述夹持座包括下夹体和位于下夹体顶部的上夹体，所述下夹体和上夹体通过销轴转动连接，所述下夹体由位于销轴前侧的下夹体夹持臂和位于销轴后侧的下夹体控制部构成，所述上夹体由位于销轴前侧的上夹体夹持臂和位于销轴后侧的上夹体控制部构成；

所述销轴上套设扭簧，所述扭簧的两个簧腿分别抵靠在上夹体控制部和下夹体控制部，所述上夹体夹持臂的前端和下夹体夹持臂的前端在扭簧弹力作用下夹合在一起；

所述下夹体夹持臂与下夹体控制部位于同一平面内，下夹体控制部的顶部设置有安装筒，下夹体控制部上开设有与安装筒同轴设置的通孔；

所述上夹体控制部为中部挖空的框状结构。

2.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，所述上夹体夹持臂的数量为两个，两个上夹体夹持臂并列设置在上夹体控制部的前部两侧；所述下夹体夹持臂的数量为两个，两个下夹体夹持臂并列设置在下夹体控制部的前部两侧。

3.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，所述上夹体夹持臂具有向下夹体夹持臂弯曲的弧形结构。

4.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，所述摄像头的外周面与所述空腔或安装筒螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，所述摄像头的外周面与所述空腔或安装筒通过磁力吸附连接。

6.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，还包括控制器和提醒器，所述控制器分别与摄像头和提醒器通讯连接，用于接收、分析摄像头获取的图像信息并根据分析结果向提醒器发出指令，控制提醒器播放对应的音频。

7.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，还包括与灯头电连接的亮度调节器，所述亮度调节器用于接收控制器的指令以控制灯头的亮度。

8.根据权利要求1所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，还包括显示器，所述显示器与控制器通讯连接或电连接。

9.根据权利要求6或8所述的坐姿监测提醒设备，其特征在于，所述通讯连接方式为wifi连接或蓝牙连接。

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