一種坐姿測量裝置、智能坐墊和智能坐具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于智能坐具領(lǐng)域，提供了一種坐姿測量裝置、智能坐墊和智能坐具。所述坐姿測量裝置包括兩個光纖傳感器，分別與兩個光纖傳感器電連接的信號處理單元，和與信號處理單元電連接的供電單元，所述坐姿測量裝置還包括與信號處理單元電連接的提示單元和/或無線通訊單元，所述兩個光纖傳感器分別呈左右或前后并列排布，所述光纖傳感器用于檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，所述信號處理單元用于根據(jù)光纖傳感器檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿。本發(fā)明的坐姿測量裝置設(shè)計性能好，成本低，可移植性好，應(yīng)用廣泛，可以方便的移植到椅子，沙發(fā)和坐墊等應(yīng)用當中，對于沒有椅腳的椅子也適用。
【專利說明】
一種坐姿測量裝置、智能坐墊和智能坐具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于智能坐具領(lǐng)域，尤其涉及一種坐姿測量裝置、智能坐墊和智能坐具。
【背景技術(shù)】
[0002]保持良好的坐姿可以幫助人們提高工作、學(xué)習(xí)效率，減輕疲勞。較長時間的不正確坐姿會加重骨骼和肌肉的壓力，讓人容易覺得疲勞或者下肢發(fā)麻，長期下去容易導(dǎo)致近視、駝背、肩頸痛、腰肌勞損、腰痛等疾病，尤其是對于骨骼處于發(fā)育階段的青少年，長時間的不正確坐姿會極大的影響身體發(fā)育。
[0003]目前，保持良好的坐姿主要靠人們養(yǎng)成良好的習(xí)慣，市面上存在的主要是久坐提醒的設(shè)備。另外，雖然專利號為ZL201110178636.1的專利公開了一種具有坐姿檢測裝置的座椅，通過固定在四個椅腳下壓力傳感器值的變化，分析人的重心變化從而判斷坐姿，但該座椅準確度較低，而且對那些沒有椅腳的椅子無法適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種坐姿測量裝置、智能坐墊和智能坐具，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的坐姿檢測裝置對沒有椅腳的椅子無法適用的問題。
[0005]第一方面，本發(fā)明提供了一種坐姿測量裝置，所述坐姿測量裝置包括兩個光纖傳感器，分別與兩個光纖傳感器電連接的信號處理單元，和與信號處理單元電連接的供電單元，所述坐姿測量裝置還包括與信號處理單元電連接的提示單元和/或無線通訊單元，所述兩個光纖傳感器分別呈左右或前后并列排布，所述光纖傳感器用于檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，所述信號處理單元用于根據(jù)光纖傳感器檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿。
[0006]進一步地，所述光纖傳感器是面狀的光纖壓力傳感器。
[0007]進一步地，所述光纖壓力傳感器呈長方形或正方形。
[0008]進一步地，所述光信號是光強、波長、調(diào)制頻率或相位。
[0009]進一步地，所述信號處理單元具體包括依次電連接的光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大濾波電路、MCU、光源驅(qū)動電路和光源，光電轉(zhuǎn)換電路和光源還分別通過光纖連接器與光纖傳感器連接，MCU分別與供電單元、提示單元和無線通訊單元電連接。
[0010]進一步地，所述坐姿測量裝置還包括網(wǎng)格狀受力單元，當兩個光纖傳感器呈左右并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個左右并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的后端或前端；當兩個光纖傳感器呈前后并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個前后并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的左側(cè)或右側(cè)。
[0011]進一步地，所述網(wǎng)格狀受力單元是一塊具有網(wǎng)格狀凸起的面板或者是一塊網(wǎng)格狀的濾網(wǎng)。
[0012]進一步地，所述坐姿測量裝置還包括兩個光纖傳感器，四個光纖傳感器分別呈左前、右前、左后、右后并列排布，四個光纖傳感器均與信號處理單元電連接。
[0013]第二方面，本發(fā)明提供了一種智能坐墊，所述智能坐墊包括坐墊本體和安裝在坐墊本體中的坐姿測量裝置，所述坐姿測量裝置采用上述的坐姿測量裝置。
[0014]第三方面，本發(fā)明提供了一種智能坐具，所述智能坐具包括坐具本體和安裝在坐具本體中的坐姿測量裝置，所述坐姿測量裝置采用上述的坐姿測量裝置。
[0015]在本發(fā)明中，由于坐姿測量裝置包括兩個呈左右并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠左傾還是靠右傾;或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈前后并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠前傾還是靠后傾;或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈左右并列排布的光纖傳感器和一放置于前側(cè)或者后側(cè)的網(wǎng)格狀受力單元，或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈前后并列排布的光纖傳感器和一放置于左側(cè)或者右側(cè)的網(wǎng)格狀受力單元，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠前傾、靠后傾、靠左傾還是靠右傾;或者，由于坐姿測量裝置包括四個呈左前、右前、左后、右后并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠左前、右前、左后還是右后傾。
[0016]又由于光纖傳感器的靈敏度很高，可以測量出細微的壓力變化，且光纖傳感器是面狀的光纖壓力傳感器，因此任何位置上的細微壓力變化都可以被捕捉到，從而使得坐姿的測量結(jié)果更加準確。另外，該坐姿測量裝置設(shè)計性能好，成本低，可移植性好，應(yīng)用廣泛，可以方便的移植到椅子，沙發(fā)和坐墊等應(yīng)用當中，因此對于沒有椅腳的椅子也適用。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置的功能模塊框圖。
[0018]圖2是本發(fā)明實施例二提供的坐姿測量裝置的示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明實施例二提供的另一坐姿測量裝置的示意圖。
[0020]圖4是本發(fā)明實施例三提供的坐姿測量裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0023]實施例一:
[0024]請參閱圖1，本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置包括兩個光纖傳感器11，分別與兩個光纖傳感器11電連接的信號處理單元12，和與信號處理單元12電連接的供電單元13，本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置還包括與信號處理單元12電連接的提示單元14和/或無線通訊單元15。
[0025]在本發(fā)明實施例一中，
[0026]光纖傳感器11是面狀的光纖壓力傳感器，外觀類似鼠標墊，光纖壓力傳感器尤其是呈長方形或正方形。兩個光纖傳感器11分別呈左右或前后并列排布。光纖傳感器11用于檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，由于壓力和光信號具有唯一的對應(yīng)關(guān)系，即當壓力增大或減小時，通過光纖傳感器的光信號也會相應(yīng)變化，因此可以根據(jù)光信號的變化分析出壓力的變化;光纖傳感器的靈敏度很高，可以測量出細微的壓力變化。其中，光信號可以是光強、波長、調(diào)制頻率、相位等。
[0027]信號處理單元12用于根據(jù)呈左右或前后并列排布的兩個光纖傳感器11檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿。信號處理單元12具體可以包括依次電連接的光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大濾波電路、MCU (微處理器)、光源驅(qū)動電路和光源，光電轉(zhuǎn)換電路和光源還分別通過光纖連接器與光纖傳感器11連接，MCU分別與供電單元13、提示單元14和無線通訊單元15電連接。當光信號為光強，且兩個光纖傳感器11呈左右并列排布時，當用戶靠左傾時，左側(cè)壓力大于右側(cè)壓力，左側(cè)光纖傳感器11的光信號弱于右側(cè)光纖傳感器11;當用戶靠右傾時，右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，右側(cè)光纖傳感器11的光信號弱于左側(cè)光纖傳感器11;因此通過判斷左右兩個光纖傳感器11的光信號變化，就可以計算出光纖兩個光纖傳感器11上的壓力分布情況，從而可以判斷用戶的坐姿。當光信號為光強，且兩個光纖傳感器11呈前后并列排布時，當用戶靠前傾時，前面壓力大于后面壓力，前面光纖傳感器11的光信號弱于后面光纖傳感器11;當用戶靠后傾時，后面壓力大于前面壓力，后面光纖傳感器11的光信號弱于前面光纖傳感器11;因此通過判斷前后兩個光纖傳感器11的光信號變化，就可以計算出前后兩個光纖傳感器11上的壓力分布情況，從而可以判斷用戶的坐姿。
[0028]供電單元13用于給兩個光纖傳感器11、提示單元14和無線通訊單元15供電。供電單元13可以是電源適配器，與市電連接。供電單元13具體也可以包括電池充放電管理電路和分別與電池充放電管理電路電連接的電壓轉(zhuǎn)換電路和蓄電池，電壓轉(zhuǎn)換電路與信號處理單元12的MCU電連接。
[0029]提示單元14用于當信號處理單元12分析出用戶坐姿不正確時，由信號處理單元12控制提示單元14向用戶發(fā)出提示。提示單元14具體可以是蜂鳴器或者是LED燈或者是LED顯不豐旲塊。
[0030]無線通訊單元15用于將信號處理單元12分析出的用戶坐姿發(fā)送至用戶的終端設(shè)備上。無線通訊單元15具體可以是WIFI模塊、GPRS模塊、CDMA模塊、GSM模塊、藍牙模塊、Zigbee模塊等。
[0031 ]本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置的工作原理如下:
[0032]信號處理單元12的MCU控制光源驅(qū)動電路，使光源發(fā)光，光源發(fā)出的光進入兩個分別呈左右或前后并列排布的光纖傳感器11，兩個光纖傳感器11檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，由信號處理單元12的光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)信號放大濾波電路放大濾波后，由MCU進行采集。MCU根據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號后的呈左右或前后并列排布的兩個光纖傳感器11檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿，將用戶坐姿通過無線通訊單元15發(fā)送至用戶的終端設(shè)備上，或者當信號處理單元12分析出用戶坐姿不正確時，由信號處理單元12控制提示單元14向用戶發(fā)出提示。
[0033]實施例二:
[0034]請參閱圖2和圖3，本發(fā)明實施例二提供的坐姿測量裝置與本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置的區(qū)別在于，本發(fā)明實施例二提供的坐姿測量裝置還包括網(wǎng)格狀受力單元22，當兩個光纖傳感器21呈左右并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元22放置在兩個左右并列排布的光纖傳感器21拼合成的上表面的后端或前端(圖2為后端)；當兩個光纖傳感器31呈前后并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元32放置在兩個前后并列排布的光纖傳感器31拼合成的上表面的左側(cè)或右側(cè)(圖3為左側(cè))。
[0035]在本發(fā)明實施例二中，網(wǎng)格狀受力單元可以是一塊具有網(wǎng)格狀凸起的面板或者是一塊網(wǎng)格狀的濾網(wǎng)，尤其是網(wǎng)格狀的塑料濾網(wǎng)，網(wǎng)格狀受力單元用于增加光纖傳感器的光纖對壓力變化的敏感度。
[0036]本發(fā)明實施例二提供的坐姿測量裝置的工作原理如下:
[0037]信號處理單元的MCU控制光源驅(qū)動電路，使光源發(fā)光，光源發(fā)出的光進入兩個分別呈左右或前后并列排布的光纖傳感器，兩個光纖傳感器檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，由信號處理單元的光電轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)信號放大濾波電路放大濾波后，由MCU進行采集。MCU根據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號后的呈左右或前后并列排布的兩個光纖傳感器檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿。
[0038]當光信號為光強，且兩個光纖傳感器呈左右并列排布，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個左右并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的后端時，當用戶靠左傾時，左側(cè)壓力大于右側(cè)壓力，左側(cè)光纖傳感器的光信號弱于右側(cè)光纖傳感器;當用戶靠右傾時，右側(cè)壓力大于左側(cè)壓力，右側(cè)光纖傳感器的光信號弱于左側(cè)光纖傳感器;當用戶靠前傾時，由于前端沒有網(wǎng)格狀受力單元，從而使兩個光纖傳感器的壓力一起變小，所以兩個光纖傳感器的光信號值會一起變大，當用戶靠后傾時，由于后端放置有網(wǎng)格狀受力單元，從而使兩個光纖傳感器的壓力一起變大，所以兩個光纖傳感器的光信號值會一起變小，因此通過判斷左右兩個光纖傳感器的光信號變化，就可以計算出光纖兩個光纖傳感器上的壓力分布情況，從而可以判斷用戶的坐姿，例如是左傾、右傾、前傾和后傾。當網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個左右并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的前端時，原理類似，此處不再描述。
[0039]當光信號為光強，且兩個光纖傳感器呈前后并列排布，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個前后并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的左側(cè)時，當用戶靠前傾時，前面壓力大于后面壓力，前面光纖傳感器的光信號弱于后面光纖傳感器；當用戶靠后傾時，后面壓力大于前面壓力，后面光纖傳感器的光信號弱于前面光纖傳感器；當用戶靠左傾時，由于左側(cè)放置有網(wǎng)格狀受力單元，從而使兩個光纖傳感器的壓力一起變大，所以兩個光纖傳感器的光信號值會一起變?。划斢脩艨坑覂A時，由于右側(cè)沒有網(wǎng)格狀受力單元，從而使兩個光纖傳感器的壓力一起變小，所以兩個光纖傳感器的光信號值會一起變大，因此通過判斷左右兩個光纖傳感器的光信號變化，就可以計算出光纖兩個光纖傳感器上的壓力分布情況，從而可以判斷用戶的坐姿，例如是左傾、右傾、前傾和后傾。當網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個前后并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的右側(cè)時，原理類似，此處不再描述。
[0040]最后將用戶坐姿通過無線通訊單元發(fā)送至用戶的終端設(shè)備上，或者當信號處理單元分析出用戶坐姿不正確時，由信號處理單元控制提示單元向用戶發(fā)出提示。
[0041 ] 實施例三:
[0042]請參閱圖4，本發(fā)明實施例三提供的坐姿測量裝置與本發(fā)明實施例一提供的坐姿測量裝置的區(qū)別在于，本發(fā)明實施例三提供的坐姿測量裝置包括四個光纖傳感器41，四個光纖傳感器41分別呈左前、右前、左后、右后并列排布。四個光纖傳感器41均與信號處理單元電連接。
[0043]下面以光信號為光強為例描述本發(fā)明實施例三提供的坐姿測量裝置的工作原理:
[0044]當用戶靠左前傾時，左前側(cè)壓力大于其他側(cè)壓力，左前側(cè)的光纖傳感器的光信號弱于其他側(cè)光纖傳感器;當用戶靠右前傾時，右前側(cè)壓力大于其他側(cè)壓力，右前側(cè)光纖傳感器的光信號弱于其他側(cè)光纖傳感器，當用戶靠左后傾時，左后側(cè)壓力大于其他側(cè)壓力，左后側(cè)光纖傳感器的光信號弱于其他側(cè)光纖傳感器；當用戶靠后傾時，右后側(cè)壓力大于其他側(cè)壓力，右后側(cè)光纖傳感器的光信號弱于其他側(cè)光纖傳感器；因此通過由信號處理單元判斷左前、右前、左后、右后四個光纖傳感器的光信號變化，就可以計算出左前、右前、左后、右后四個光纖傳感器上的壓力分布情況，從而可以判斷用戶的坐姿。
[0045]實施例四:
[0046]本發(fā)明實施例四提供了一種智能坐墊，該智能坐墊包括坐墊本體和安裝在坐墊本體中的坐姿測量裝置，該坐姿測量裝置可以是本發(fā)明實施例一、二或三提供的坐姿測量裝置。
[0047]實施例五:
[0048]本發(fā)明實施例五提供了一種智能坐具，該智能坐具包括坐具本體和安裝在坐具本體中的坐姿測量裝置，該坐姿測量裝置可以是本發(fā)明實施例一、二或三提供的坐姿測量裝置。本發(fā)明實施例五提供的智能坐具包括智能座椅、智能沙發(fā)等。
[0049]在本發(fā)明中，由于坐姿測量裝置包括兩個呈左右并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠左傾還是靠右傾;或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈前后并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠前傾還是靠后傾;或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈左右并列排布的光纖傳感器和一放置于前側(cè)或者后側(cè)的網(wǎng)格狀受力單元，或者，由于坐姿測量裝置包括兩個呈前后并列排布的光纖傳感器和一放置于左側(cè)或者右側(cè)的網(wǎng)格狀受力單元，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠前傾、靠后傾、靠左傾還是靠右傾;或者，由于坐姿測量裝置包括四個呈左前、右前、左后、右后并列排布的光纖傳感器，因此，可以判斷出用戶的坐姿是靠左前、右前、左后還是右后傾。
[0050]又由于光纖傳感器的靈敏度很高，可以測量出細微的壓力變化，且光纖傳感器是面狀的光纖壓力傳感器，因此任何位置上的細微壓力變化都可以被捕捉到，從而使得坐姿的測量結(jié)果更加準確。另外，該坐姿測量裝置設(shè)計性能好，成本低，可移植性好，應(yīng)用廣泛，可以方便的移植到椅子，沙發(fā)和坐墊等應(yīng)用當中，因此對于沒有椅腳的椅子也適用。
[0051]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種坐姿測量裝置，其特征在于，所述坐姿測量裝置包括兩個光纖傳感器，分別與兩個光纖傳感器電連接的信號處理單元，和與信號處理單元電連接的供電單元，所述坐姿測量裝置還包括與信號處理單元電連接的提示單元和/或無線通訊單元，所述兩個光纖傳感器分別呈左右或前后并列排布，所述光纖傳感器用于檢測傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化，所述信號處理單元用于根據(jù)光纖傳感器檢測的傳感器表面的壓力變化產(chǎn)生的光信號變化分析出用戶坐姿。2.如權(quán)利要求1所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述光纖傳感器是面狀的光纖壓力傳感器。3.如權(quán)利要求2所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述光纖壓力傳感器呈長方形或正方形。4.如權(quán)利要求1所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述光信號是光強、波長、調(diào)制頻率或相位。5.如權(quán)利要求1所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述信號處理單元具體包括依次電連接的光電轉(zhuǎn)換電路、信號放大濾波電路、MCU、光源驅(qū)動電路和光源，光電轉(zhuǎn)換電路和光源還分別通過光纖連接器與光纖傳感器連接，MCU分別與供電單元、提示單元和無線通訊單元電連接。6.如權(quán)利要求1所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述坐姿測量裝置還包括網(wǎng)格狀受力單元，當兩個光纖傳感器呈左右并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個左右并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的后端或前端；當兩個光纖傳感器呈前后并列排布時，網(wǎng)格狀受力單元放置在兩個前后并列排布的光纖傳感器拼合成的上表面的左側(cè)或右側(cè)。7.如權(quán)利要求6所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述網(wǎng)格狀受力單元是一塊具有網(wǎng)格狀凸起的面板或者是一塊網(wǎng)格狀的濾網(wǎng)。8.如權(quán)利要求1所述的坐姿測量裝置，其特征在于，所述坐姿測量裝置還包括兩個光纖傳感器，四個光纖傳感器分別呈左前、右前、左后、右后并列排布，四個光纖傳感器均與信號處理單元電連接。9.一種智能坐墊，其特征在于，所述智能坐墊包括坐墊本體和安裝在坐墊本體中的坐姿測量裝置，所述坐姿測量裝置采用權(quán)利要求1至8任一項所述的坐姿測量裝置。10.—種智能坐具，其特征在于，所述智能坐具包括坐具本體和安裝在坐具本體中的坐姿測量裝置，所述坐姿測量裝置采用權(quán)利要求1至8任一項所述的坐姿測量裝置。
【文檔編號】A61B5/00GK105877756SQ201610179615
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】胡峻浩, 楊超
【申請人】深圳市大耳馬科技有限公司