基于紅外視距監(jiān)控的坐姿矯正裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種坐姿矯正裝置，屬于消費(fèi)電子領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]兒童近視的發(fā)病率在中國逐年上升，正嚴(yán)重危害少年兒童的健康，坐姿矯正是預(yù)防近視的重要手段。目前已有采用背背佳、坐姿調(diào)整耳套等方式進(jìn)行坐姿矯正的產(chǎn)品，但需要穿在身上的矯姿方法不夠方便，且價(jià)格較高；采用耳套進(jìn)行語音提醒的方式因?yàn)椴荒苤苯酉拗剖褂谜叩淖藙菀渤２荒苓_(dá)到很好的矯姿效果。
[0003]本發(fā)明提供一種基于紅外視距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，使用者通過佩戴矯姿眼鏡等頭部佩戴的裝置進(jìn)行姿勢矯正，使用過程中其必須使眼鏡與桌面保持足夠的距離，即保持端正的坐姿才能通過矯姿眼鏡視物，進(jìn)行看書寫字。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明提供了一種能夠判斷坐姿是否正確，并以此改變矯姿眼鏡可視狀態(tài)，達(dá)到調(diào)節(jié)坐姿目的的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置。
技術(shù)方案:本發(fā)明的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，包括佩戴在人頭部的基座、設(shè)置在所述基座上的距離檢測模塊、視線遮擋物、可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)、與所述距離檢測模塊和可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)信號連接的控制模塊、為裝置各個(gè)部分供電的電源模塊。距離檢測模塊采用紅外距離檢測器，用以檢測人眼部與桌面距離并將距離信息輸入到控制模塊?？刂颇K用以將人眼部與桌面距離信號與狀態(tài)切換閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較判斷結(jié)果對可視狀態(tài)切換模塊發(fā)出指令，實(shí)時(shí)切換可視狀態(tài)。可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)采用與視線遮擋物聯(lián)動的機(jī)電結(jié)構(gòu)，根據(jù)控制模塊的指令動作，控制視線遮擋物的可視與不可視狀態(tài)切換。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，該裝置還可包括可視狀態(tài)檢測模塊，用以檢測視線遮擋物的可視狀態(tài)并傳給控制模塊。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，控制模塊在距離信息小于狀態(tài)切換閾值時(shí)發(fā)出“切換到遮擋/不可視狀態(tài)”信號，在距離信息大于閾值距離時(shí)發(fā)出“切換到可視狀態(tài)”信號。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，基座為眼鏡框或帽子。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，視線遮擋物為遮擋鏡片或遮擋膜。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)選方案中，可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)采用微型電機(jī)與轉(zhuǎn)軸或齒輪組成的機(jī)電結(jié)構(gòu)，通過開關(guān)芯片控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸或齒輪帶動遮擋鏡片的抬起與放下、或帶動遮擋薄膜的展開與卷起，實(shí)現(xiàn)可視與不可視狀態(tài)的切換。
[0010]本發(fā)明裝置通過紅外檢測佩戴者眼鏡與視物之間的距離，從而判斷坐姿是否正確，并以此改變矯姿眼鏡可視狀態(tài)，達(dá)到調(diào)節(jié)坐姿的目的。
[0011]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
相比現(xiàn)有的基于語音提醒的方式來矯正使用者姿態(tài)的裝置，由于能夠直接限制使用者的視物狀態(tài)而具有更好的矯正效果；相比矯姿馬甲和矯姿座椅等通過機(jī)械力來矯正使用者坐姿的裝置，該裝置由于小巧且只需要佩戴在頭部，不需要穿在身上，也不需要調(diào)節(jié)高度，因此使用方便、易于調(diào)節(jié)、便于攜帶、不會因使用者身高體型不同而效果不同；此外，該裝置由于采用通過改變使用者視物狀態(tài)的方式來矯正坐姿、其作用方式溫和且高效，同時(shí)像玩具一樣具有娛樂效果，利于兒童接受，可實(shí)現(xiàn)更好地矯正坐姿和預(yù)防近視效果。
【附圖說明】
[0012]圖1是該坐姿矯正裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2是采用遮蔽膜的卷起/展開進(jìn)行可視狀態(tài)切換的坐姿矯正眼睛外觀示意圖。
[0014]圖3是采用遮擋鏡片的抬起/落下進(jìn)行可視狀態(tài)切換的坐姿矯正眼睛外觀示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提出的基于紅外視距監(jiān)控的坐姿矯正裝置主要由電源模塊、距離檢測模塊、控制模塊和可視狀態(tài)切換模塊組成，其還可包含可視狀態(tài)檢測模塊和聲音模塊。該坐姿矯正裝置的電源模塊為裝置各個(gè)部分供電；距離檢測模塊采用紅外距離檢測器，輸出反應(yīng)距離的模擬電壓；控制模塊根據(jù)距離判斷結(jié)果實(shí)時(shí)對可視狀態(tài)切換模塊進(jìn)行控制；可視狀態(tài)切換模塊根據(jù)控制模塊指令對眼鏡的可視與不可視狀態(tài)進(jìn)行切換；可視狀態(tài)檢測模塊檢測所述坐姿矯正裝置的可視狀態(tài)并傳給控制模塊，用于控制模塊的分析、控制和指示；聲音模塊根據(jù)控制模塊的指令發(fā)出語音或/和音樂提示等聲音。
[0017]電源模塊的一種實(shí)現(xiàn)方案是采用鋰電池供電。
[0018]電源模塊同時(shí)可使用多片電源管理芯片進(jìn)行裝置的電壓管理，實(shí)現(xiàn)裝置各個(gè)部分不同的電壓需求。如電源模塊使用可以重復(fù)充電的3.7V鋰電池作為電壓源，使用BOOST芯片進(jìn)行升壓，為系統(tǒng)提供電壓為5v的電源，為距離傳感器和電機(jī)供電；利用LDO進(jìn)行降壓，為MCU和聲音模塊提供3.8v及2.5v電壓，同時(shí)電源管理芯片將剩余電量、電壓輸出狀態(tài)等信息傳遞給MCU。
[0019]距離檢測模塊的一種實(shí)現(xiàn)方案是采用紅外距離檢測器，輸出電壓反應(yīng)距離大小。例如，紅外距離傳感器將距離信息轉(zhuǎn)化為模擬電壓值，電壓值大小與距離的倒數(shù)成正比關(guān)系，控制模塊的MCU按一定頻率對此輸入電壓值進(jìn)行采樣，通過分析內(nèi)置的電壓距離關(guān)系，判斷出使用者眼睛距離視物的距離。
[0020]控制模塊的一種實(shí)現(xiàn)方案是采用MCU，將距離、裝置狀態(tài)、電源狀態(tài)、用戶交互(如按鍵輸入，聲音播放選擇)等多種信息進(jìn)行綜合分析，實(shí)時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行控制。MCU利用集成在芯片上的AD轉(zhuǎn)換芯片將電壓值轉(zhuǎn)換成距離量，并利用程序判斷距離。控制模塊周期性或促發(fā)式(當(dāng)測試距離和閾值距離間關(guān)系反轉(zhuǎn)時(shí)促發(fā))采樣距離信號，如果距離短于閾值距離則發(fā)出“切換到遮擋/不可視狀態(tài)”信號，如果距離長于閾值距離，則發(fā)出“切換到可視狀態(tài)”信號。
[0021]可視狀態(tài)切換模塊的一種實(shí)現(xiàn)方案是使用微型電機(jī)與齒輪或轉(zhuǎn)軸組成一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，根據(jù)控制模塊的指令，通過開關(guān)芯片控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，帶動遮擋鏡片的抬起與放下，以達(dá)到可視與不可視狀態(tài)切換的作用，收到“切換到遮擋/不可視狀態(tài)”信號時(shí)使遮擋鏡片放下，收到“切換到可視狀態(tài)”信號時(shí)使遮擋鏡片抬起?；谠摲桨傅囊粋€(gè)坐姿矯正眼睛的外觀示意圖如附圖2所示。圖中“I”所示為該坐姿矯正裝置的距離檢測模塊和可視切換模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)所處位置。
[0022]可視狀態(tài)切換模塊的另一種實(shí)現(xiàn)方案是使用微型電機(jī)與齒輪、轉(zhuǎn)軸、繞線組、遮擋膜組成一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過開關(guān)芯片控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)軸帶動使遮擋薄膜展開或卷起，形成在使用眼前向上或向下移動的效果，以實(shí)現(xiàn)可視與不可視狀態(tài)的切換，收到“切換到遮擋/不可視狀態(tài)”信號時(shí)使遮擋薄膜展開，收到“切換到可視狀態(tài)”信號時(shí)使遮擋薄膜卷起?；谠摲桨傅囊粋€(gè)坐姿矯正眼睛的外觀示意圖如附圖3所示。圖中“I”指紅外測距和控制芯片集成模塊，可內(nèi)嵌電池，“2”為可視狀態(tài)切換模塊的電機(jī)所在位置，“3”為傳動軸，“4”為柔性遮擋膜，“5”為狀態(tài)檢測觸點(diǎn)。
[0023]可視狀態(tài)檢測的一種實(shí)現(xiàn)方案是通過開關(guān)檢測姿勢矯正裝置的可視狀態(tài)，并返回給MCU進(jìn)行判別和控制。
[0024]聲音模塊的一種實(shí)現(xiàn)方案是采用MP3芯片及TF卡，在MCU的控制下，實(shí)現(xiàn)語音提醒或/和音樂提示等發(fā)聲功能，達(dá)到輔助坐姿矯正的目的。
[0025]上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和等同替換，這些對本發(fā)明權(quán)利要求進(jìn)行改進(jìn)和等同替換后的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，該裝置包括佩戴在人頭部的基座、設(shè)置在所述基座上的距離檢測模塊、視線遮擋物、可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)、與所述距離檢測模塊和可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)信號連接的控制模塊、為裝置各個(gè)部分供電的電源模塊； 所述距離檢測模塊采用紅外距離檢測器，用以檢測人眼部與桌面距離并將距離信息輸入到控制模塊； 所述控制模塊用以將人眼部與桌面距離信號與狀態(tài)切換閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較判斷結(jié)果對可視狀態(tài)切換模塊發(fā)出指令，實(shí)時(shí)切換可視狀態(tài)； 所述可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)采用與視線遮擋物聯(lián)動的機(jī)電結(jié)構(gòu)，根據(jù)控制模塊的指令動作，控制視線遮擋物的可視與不可視狀態(tài)切換。
2.如權(quán)利要求1所述的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，該裝置還可包括可視狀態(tài)檢測模塊，用以檢測視線遮擋物的可視狀態(tài)并傳給控制模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述控制模塊在距離信息小于狀態(tài)切換閾值時(shí)發(fā)出“切換到遮擋/不可視狀態(tài)”信號，在距離信息大于閾值距離時(shí)發(fā)出“切換到可視狀態(tài)”信號。
4.如權(quán)利要求1所述的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述基座為眼鏡框或帽子。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述視線遮擋物為遮擋鏡片或遮擋膜。
6.如權(quán)利要求5所述基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述的可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)采用微型電機(jī)與轉(zhuǎn)軸或齒輪組成的機(jī)電結(jié)構(gòu)，通過開關(guān)芯片控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸或齒輪帶動遮擋鏡片的抬起與放下、或帶動遮擋薄膜的展開與卷起，實(shí)現(xiàn)可視與不可視狀態(tài)的切換。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于紅外測距監(jiān)控的坐姿矯正裝置，包括佩戴在人頭部的基座、設(shè)置在所述基座上的距離檢測模塊、視線遮擋物、可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)、與所述距離檢測模塊和可視狀態(tài)切換機(jī)構(gòu)信號連接的控制模塊、為裝置各個(gè)部分供電的電源模塊。該裝置由于采用通過改變使用者視物狀態(tài)的方式來矯正坐姿、其作用方式溫和且高效，同時(shí)像玩具一樣具有娛樂效果，利于兒童接受，可實(shí)現(xiàn)更好地矯正坐姿和預(yù)防近視效果。
【IPC分類】A61F5-00
【公開號】CN104622610
【申請?zhí)枴緾N201510071735
【發(fā)明人】樊鶴紅, 袁璋詣, 時(shí)晞萌, 孫獻(xiàn)峰
【申請人】東南大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月11日