一种坐姿提醒坐垫及控制方法

技术领域

本发明涉及智能交互坐垫技术领域，尤其涉及一种坐姿提醒坐垫及控制方法。

背景技术

随着社会的进步，儿童的学习压力也越来越大，长时间的坐着已经成为一种常态，而不良的坐姿导致越来越多的儿童出现不同程度的视力下降、驼背、脊柱损伤等，严重影响儿童的身心发育。

常见的儿童坐姿提醒或反馈一般通过穿戴式矫正，由于穿戴的不便捷性及易丢失等特点，不适合儿童活跃的活动及心理状态，并且可能会给儿童的日常使用带来负担或排斥心理。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种坐姿提醒坐垫及控制方法，能够避免传统穿戴式坐姿矫正装置的强制束缚，利用传感器对使用者的坐姿进行实时监测，有助于解决使用者坐姿不良和形体不良痛点。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种坐姿提醒坐垫，其特征在于：包括坐垫和设置在坐垫上的提醒装置，坐垫包括臀垫和靠背，臀垫和靠背上均设置有与人体结构相匹配的凹陷，靠背与臀垫为一体化结构，提醒装置包括传感器、单片机和蜂鸣器，传感器设置在靠背上，单片机与传感器、蜂鸣器均通信连接；使用者坐在坐垫上，由设置在坐垫上的提醒装置对人体的位置进行识别监测，当坐姿不正确时由蜂鸣器进行鸣叫提醒使用者更改至正确的坐姿后停止鸣叫。

可选的，臀垫与靠背之间的夹角为60-100°；符合人体工程学原理，使坐姿更加舒适。

可选的，臀垫的下方设置有垫块；起到加强效果，保证稳定耐用。

可选的，传感器至少设置有一个，传感器包括红外发射管和接收管，红外发射管朝向靠背与人体接触的一侧；通过红外发射管发射红外光波，经过人体或者遮挡物反射后，红外接收管接收到光线后的强弱来触发数字信号，接收管没有触发的情况下，单片机控制蜂鸣器声音提示报警，接收管有触发的情况下，单片机控制蜂鸣器无提示报警。

可选的，还包括电位器，电位器用于调整红外发射管的发射功率；电位器一般通过VR来调整红外发射管的发射功率，从而实现人体或者遮挡物与接收管的距离调整，该距离为预设正确坐姿下臀部或腰部节点与接收管之间的距离，该距离依据不同使用者可设置成不同数值。

可选的，还包括电源装置，电源装置安装在蜂鸣器上，电源装置与蜂鸣器电连接；电源装置为蜂鸣器进行供电。

采用上述的一种坐姿提醒坐垫的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：利用传感器监测人体坐姿，当坐姿处于正常值时传感器向单片机发出信号；当单片机在一定周期内未检测到传感器信号时，视为坐姿异常或传感器故障，蜂鸣器进行鸣叫提示；若持续多次的周期内单片机均未检测到传感器信号，视为人员离开，蜂鸣器鸣叫提示后进入节能待机状态；通常设定每个周期为3秒，当3秒内单片机没有检测到传感器的接收管信号时视为传感器故障或坐姿不规范，当出现上述情况时，蜂鸣器鸣叫提示使用者调整坐姿，若多次调整坐姿后仍出现蜂鸣器鸣叫提示需更换传感器配件，当单片机在每个周期3秒内检测到传感器接收管信号，则蜂鸣器无声音提示，若连续10个3秒的周期内单片机均为检测到传感器信号，视为人员离开，蜂鸣器进行鸣叫提示，若鸣叫提示过程中有信号传入单片机则继续工作，若仍无信号传入则蜂鸣器进入节能待机状态，节约电源。

可选的，传感器监测坐姿的方法为：通过电位器调整传感器的红外发射管的发射功率，从而确定出人体臀部或腰部节点至传感器的接收管的距离；监测使用者就坐时，人体臀部整体离开靠背的距离和人体腰部往上整体前倾或者前趴的距离；当人体臀部离开靠背的距离和人体腰部往上整体前倾或者前趴的距离均小于预先确定出的人体臀部或腰部节点至传感器的接收管的距离时，传感器的接收管进入触发情况，并向单片机发送相关信息信号。

可选的，蜂鸣器在不同情况下鸣叫提示的方式为：当使用者按动开关键唤醒系统进入工作时，蜂鸣器鸣叫两声提示音；当单片机在一定周期内未检测到传感器信号时，蜂鸣器鸣叫三声提示音；当单片机在持续多次的周期内均为检测到传感器信号时，蜂鸣器鸣叫八声提示音；在电源装置内安装纽扣电池后，单片机上初始上电复位伴随蜂鸣器一次长声DI提示，复位完成后蜂鸣器进入工作状态时伴随两声DI DI提示；当电源装置电压低于设定值时，蜂鸣器长响提示更换电池；通过不同的提示音或鸣叫次数，能够使使用者直接获取该次鸣叫提示的目的，便于更快的整改和进一步操作。

可选的，当蜂鸣器处于节能待机状态下，需要通过开关键唤醒工作；当蜂鸣器处于工作状态时，通过按动开关键无法控制蜂鸣器的工作；当使用者在标准或合理坐姿下持续久坐超过一定时间后，蜂鸣器进行鸣叫提示后进入节能待机状态。

基于上述，本发明提供一种坐姿提醒坐垫及控制方法，能够避免传统穿戴式坐姿矫正装置的强制束缚，利用传感器对使用者的坐姿进行实时监测，有助于解决使用者坐姿不良和形体不良痛点。

附图说明

图1为本发明实施例一种坐姿提醒坐垫的结构示意图；

图2为本发明实施例中电源装置与坐垫的连接示意图；

图3为本发明实施例中一种坐姿提醒坐垫的控制方法的原理图；

图4为本发明实施例中提醒装置在坐垫上的贴片分布示意图。

附图标记：

1-坐垫；2-电源装置；3-臀垫；4-靠背；5-传感器；6-单片机；7-蜂鸣器；8-凹陷；9-垫块。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例执行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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发明中的具体含义。在不冲突的情况下，本发明中的技术特征可以相互组合。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1至图4所示，为本发明一种坐姿提醒坐垫，包括坐垫1和设置在坐垫1上的提醒装置，坐垫1包括臀垫3和靠背4，臀垫3和靠背4上均设置有与人体结构相匹配的凹陷8，靠背4与臀垫3为一体化结构，提醒装置包括传感器5、单片机6和蜂鸣器7，传感器5设置在靠背4上，单片机6与传感器5、蜂鸣器7均通信连接；使用者坐在坐垫1上，由设置在坐垫1上的提醒装置对人体的位置进行识别监测，当坐姿不正确时由蜂鸣器7进行鸣叫提醒使用者更改至正确的坐姿后停止鸣叫。

在一些实施例中，臀垫3与靠背4之间的夹角为60-100°；符合人体工程学原理，使坐姿更加舒适。

在一些实施例中，臀垫3的下方设置有垫块9；起到加强效果，保证稳定耐用。

在一些实施例中，传感器5至少设置有一个，传感器5包括红外发射管和接收管，红外发射管朝向靠背4与人体接触的一侧；通过红外发射管发射红外光波，经过人体或者遮挡物反射后，红外接收管接收到光线后的强弱来触发数字信号，接收管没有触发的情况下，单片机6控制蜂鸣器7声音提示报警，接收管有触发的情况下，单片机6控制蜂鸣器7无提示报警。

在一些实施例中，还包括电位器，电位器用于调整红外发射管的发射功率；电位器一般通过VR来调整红外发射管的发射功率，从而实现人体或者遮挡物与接收管的距离调整，该距离为预设正确坐姿下臀部或腰部节点与接收管之间的距离，该距离依据不同使用者可设置成不同数值。

在一些实施例中，还包括电源装置2，电源装置2安装在蜂鸣器7上，电源装置2与蜂鸣器7电连接；电源装置2为蜂鸣器7进行供电。

采用上述的一种坐姿提醒坐垫的控制方法，包括如下步骤：利用传感器5监测人体坐姿，当坐姿处于正常值时传感器5向单片机6发出信号；当单片机6在一定周期内未检测到传感器5信号时，视为坐姿异常或传感器5故障，蜂鸣器7进行鸣叫提示；若持续多次的周期内单片机6均未检测到传感器5信号，视为人员离开，蜂鸣器7鸣叫提示后进入节能待机状态；通常设定每个周期为3秒，当3秒内单片机6没有检测到传感器5的接收管信号时视为传感器5故障或坐姿不规范，当出现上述情况时，蜂鸣器7鸣叫提示使用者调整坐姿，若多次调整坐姿后仍出现蜂鸣器7鸣叫提示需更换传感器5配件，当单片机6在每个周期3秒内检测到传感器5接收管信号，则蜂鸣器7无声音提示，若连续10个3秒的周期内单片机6均为检测到传感器5信号，视为人员离开，蜂鸣器7进行鸣叫提示，若鸣叫提示过程中有信号传入单片机6则继续工作，若仍无信号传入则蜂鸣器7进入节能待机状态，节约电源。

在一些实施例中，传感器5监测坐姿的方法为：通过电位器调整传感器5的红外发射管的发射功率，从而确定出人体臀部或腰部节点至传感器5的接收管的距离；监测使用者就坐时，人体臀部整体离开靠背4的距离和人体腰部往上整体前倾或者前趴的距离；当人体臀部离开靠背4的距离和人体腰部往上整体前倾或者前趴的距离均小于预先确定出的人体臀部或腰部节点至传感器5的接收管的距离时，传感器5的接收管进入触发情况，并向单片机6发送相关信息信号。

在一些实施例中，蜂鸣器7在不同情况下鸣叫提示的方式为：当使用者按动开关键唤醒系统进入工作时，蜂鸣器7鸣叫两声提示音；当单片机6在一定周期内未检测到传感器5信号时，蜂鸣器7鸣叫三声提示音；当单片机6在持续多次的周期内均为检测到传感器5信号时，蜂鸣器7鸣叫八声提示音；在电源装置2内安装纽扣电池后，单片机6上初始上电复位伴随蜂鸣器7一次长声DI提示，复位完成后蜂鸣器7进入工作状态时伴随两声DI DI提示；当电源装置2电压低于设定值时，蜂鸣器7长响提示更换电池；通过不同的提示音或鸣叫次数，能够使使用者直接获取该次鸣叫提示的目的，便于更快的整改和进一步操作。

在一些实施例中，当蜂鸣器7处于节能待机状态下，需要通过开关键唤醒工作；当蜂鸣器7处于工作状态时，通过按动开关键无法控制蜂鸣器7的工作；当使用者在标准或合理坐姿下持续久坐超过一定时间后，蜂鸣器7进行鸣叫提示后进入节能待机状态。

基于上述，本发明提供一种坐姿提醒坐垫及控制方法，能够避免传统穿戴式坐姿矫正装置的强制束缚，利用传感器5对使用者的坐姿进行实时监测，有助于解决使用者坐姿不良和形体不良痛点。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。