本發(fā)明一種具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,屬于學(xué)校用桌椅板凳技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
學(xué)生時(shí)期正是身體發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期。在學(xué)生階段,絕大多數(shù)時(shí)間是坐在座椅上度過的,因此坐姿對(duì)于學(xué)生身體發(fā)育至關(guān)重要。坐姿如果不正確,除了看起來沒精神外,也容易腰酸背痛,甚至影響脊椎、壓迫神經(jīng),最終影響身體健康。
現(xiàn)階段,學(xué)生的坐姿是否正確主要靠自覺調(diào)整,對(duì)于坐姿習(xí)慣不好的同學(xué),缺少有效提示。可見,發(fā)明一種具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,對(duì)于學(xué)生身體發(fā)育至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述問題和需求,本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,能夠在坐姿不正確的時(shí)候?qū)W(xué)生進(jìn)行有效提醒,有利于使學(xué)生身體良好發(fā)育。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
一種具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,包括設(shè)置在座椅上的四個(gè)相同的壓力傳感器,分別為左承扶壓力傳感器、右承扶壓力傳感器、左秩邊壓力傳感器和右秩邊壓力傳感器;還包括四個(gè)報(bào)警器,分別為前報(bào)警器、后報(bào)警器、左報(bào)警器和右報(bào)警器;以及四個(gè)壓塊,分別設(shè)置在學(xué)生左側(cè)承扶穴、左側(cè)秩邊穴、右側(cè)承扶穴、右側(cè)秩邊穴;所述壓力傳感器與報(bào)警器均與中央處理器系統(tǒng)相連;所述壓力傳感器的上表面低于座椅上表面,壓力傳感器上表面設(shè)置有能夠在座椅面上運(yùn)動(dòng)的保護(hù)層;所述壓塊的高度能夠調(diào)整。
上述具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,所述保護(hù)層由一系列規(guī)格相同的扇形單元組成,所述扇形單元能夠向壓力傳感器方向彎曲,且不接觸壓力傳感器。
所述座椅上設(shè)置有三階階梯狀通孔,從上到下方向依次為第一級(jí)臺(tái)階、第二級(jí)臺(tái)階和第三級(jí)臺(tái)階;所述第一級(jí)臺(tái)階放置保護(hù)層和設(shè)置有通孔的壓蓋,所述保護(hù)層的直徑小于第一級(jí)臺(tái)階的直徑,壓蓋與第一級(jí)臺(tái)階螺紋連接,壓蓋的通孔小于保護(hù)層的直徑;第二級(jí)臺(tái)階底部放置壓力傳感器;第三級(jí)臺(tái)階將壓力傳感器的電源線和數(shù)據(jù)線傳輸給中央處理器系統(tǒng)。
一種在上述具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅上實(shí)現(xiàn)的調(diào)整提醒方法,
左承扶壓力傳感器得到的壓力值為n11,右承扶壓力傳感器得到的壓力值為n12,左秩邊壓力傳感器得到的壓力值為n13,右秩邊壓力傳感器得到的壓力值為n14;
包括以下步驟:
步驟a、標(biāo)定學(xué)生不同坐姿下的參數(shù)關(guān)系:
在聽課狀態(tài)下,根據(jù)壓力傳感器得到的四個(gè)壓力值,得到:
k聽左=n13/n11,k聽右=n14/n12,k承扶=n11/n12,k聽=0.5k聽左+0.5k聽右;
在寫字狀態(tài)下,根據(jù)壓力傳感器得到的四個(gè)壓力值,得到:
k寫左=n13/n11,k寫右=n14/n12,k秩邊=n13/n14,k寫=0.5k寫左+0.5k寫右;
步驟b、前后坐姿判斷
k左=n13/n11,k右=n14/n12,k=0.5k左+0.5k右;
如果:
k<0.7k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生前傾過度,前報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生通過后仰調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟b;
0.7k聽<k<0.5k聽+0.5k寫,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于寫字狀態(tài),進(jìn)入步驟c;
0.5k聽+0.5k寫<k<1.5k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于聽課狀態(tài),進(jìn)入步驟c;
k>1.5k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生后仰過度,后報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生通過前傾調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟b;
步驟c、左右坐姿判斷
在學(xué)生處于寫字狀態(tài)下,如果:
n11/n12>1.2k承扶,則判斷結(jié)果為:學(xué)生左傾過度,左報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向右傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
n11/n12<5k承扶/6,則判斷結(jié)果為:學(xué)生右傾過度,右報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向左傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
其他,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于正常寫字狀態(tài);
在學(xué)生處于聽課狀態(tài)下,如果:
n13/n14>1.2k秩邊,則判斷結(jié)果為:學(xué)生左傾過度,左報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向右傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
n13/n14<5k秩邊/6,則判斷結(jié)果為:學(xué)生右傾過度,右報(bào)警器報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向左傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
其他,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于正常聽課狀態(tài)。
有益效果:
第一、由于本發(fā)明只需設(shè)置四個(gè)壓力傳感器,四個(gè)報(bào)警器,四個(gè)壓塊,以及一個(gè)中央處理器系統(tǒng),就能夠?qū)W(xué)生的坐姿進(jìn)行調(diào)整提醒,因此具有低成本、功能強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣闊的技術(shù)優(yōu)勢(shì);
第二、由于四個(gè)壓力傳感器采用協(xié)同工作的模式,將測(cè)得的數(shù)據(jù)相互耦合,因此不僅能夠?qū)懽譅顟B(tài)和聽課狀態(tài)進(jìn)行區(qū)分,而且確保每一種狀態(tài)的數(shù)據(jù)都會(huì)更加準(zhǔn)確;
第三、由于壓力傳感器的上表面低于座椅上表面,并采用壓塊按壓壓力傳感器的工作方式,同直接坐在壓力傳感器的方式相比,克服了接觸不均勻、褲子減震而造成數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問題,提高了坐姿調(diào)整提醒的準(zhǔn)確性;
第四、由于四個(gè)壓塊分別設(shè)置在學(xué)生左側(cè)承扶穴、左側(cè)秩邊穴、右側(cè)承扶穴、右側(cè)秩邊穴,因此還能起到保健按摩的作用,對(duì)于防治中風(fēng)偏癱、坐骨神經(jīng)痛、急性腰扭傷,以及提高性能力均具有促進(jìn)作用;
第五、由于壓塊的高度能夠調(diào)整,因此能夠根據(jù)不同體型的人穴位高度不同、同一人不同穴位高度不同而進(jìn)行調(diào)整,避免某一穴位受力過大而造成對(duì)身體的損傷。
第六、由于壓力傳感器上表面設(shè)置有能夠在座椅面上運(yùn)動(dòng)的保護(hù)層,因此不僅能夠起到保護(hù)壓力傳感器的作用,而且通過保護(hù)層的運(yùn)動(dòng),來適應(yīng)不同體型的學(xué)生。
附圖說明
圖1是本發(fā)明具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅電路部分示意圖。
圖2是保護(hù)層的俯視圖。
圖3是保護(hù)層一個(gè)扇形單元彎曲后的側(cè)視圖。
圖4是階階梯狀通孔、壓力傳感器、壓塊、保護(hù)層、以及壓蓋之間的連接關(guān)系示意圖。
圖5是相鄰兩個(gè)具有不同高度穴位所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)壓力傳感單元示意圖。
圖中:1壓力傳感器、11左承扶壓力傳感器、12右承扶壓力傳感器、13左秩邊壓力傳感器、14右秩邊壓力傳感器、2報(bào)警器、21前報(bào)警器、22后報(bào)警器、23左報(bào)警器、24右報(bào)警器、3壓塊、4中央處理器系統(tǒng)、5保護(hù)層、6壓蓋。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例一
本實(shí)施例為具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅實(shí)施例。
本實(shí)施例的具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,電路部分示意圖如圖1所示。該學(xué)生座椅包括設(shè)置在座椅上的四個(gè)相同的壓力傳感器1,分別為左承扶壓力傳感器11、右承扶壓力傳感器12、左秩邊壓力傳感器13和右秩邊壓力傳感器14;還包括四個(gè)報(bào)警器2,分別為前報(bào)警器21、后報(bào)警器22、左報(bào)警器23和右報(bào)警器24;以及四個(gè)壓塊3,分別設(shè)置在學(xué)生左側(cè)承扶穴、左側(cè)秩邊穴、右側(cè)承扶穴、右側(cè)秩邊穴;所述壓力傳感器1與報(bào)警器2均與中央處理器系統(tǒng)4相連;所述壓力傳感器1的上表面低于座椅上表面,壓力傳感器上表面設(shè)置有能夠在座椅面上運(yùn)動(dòng)的保護(hù)層5;所述壓塊3的高度能夠調(diào)整。
在本實(shí)施例中,壓塊3既可以采用伸縮桿的形式,實(shí)現(xiàn)一個(gè)壓塊3具有多種高度的技術(shù)方案,又可以通過更換一系列不同固定高度的壓塊3來實(shí)現(xiàn)高度調(diào)整;而調(diào)整的方法,讓學(xué)生按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì)坐在座椅上,通過調(diào)整壓塊3的高度,使四個(gè)壓力傳感器1壓力值相同,或成一種確定的比例關(guān)系。
具體實(shí)施例二
本實(shí)施例為具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅實(shí)施例。
本實(shí)施例的具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步限定保護(hù)層5由一系列規(guī)格相同的扇形單元組成,所述扇形單元能夠向壓力傳感器方向彎曲,且不接觸壓力傳感器。保護(hù)層5的俯視圖以及一個(gè)扇形單元彎曲后的側(cè)視圖分別如圖2和圖3所示。
本實(shí)施例提供了保護(hù)層5的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
具體實(shí)施例三
本實(shí)施例為具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅實(shí)施例。
本實(shí)施例的具有坐姿調(diào)整提醒功能的學(xué)生座椅,在具體實(shí)施例二的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步限定座椅上設(shè)置有三階階梯狀通孔,從上到下方向依次為第一級(jí)臺(tái)階、第二級(jí)臺(tái)階和第三級(jí)臺(tái)階;所述第一級(jí)臺(tái)階放置保護(hù)層5和設(shè)置有通孔的壓蓋6,所述保護(hù)層5的直徑小于第一級(jí)臺(tái)階的直徑,壓蓋6與第一級(jí)臺(tái)階螺紋連接,壓蓋6的通孔小于保護(hù)層5的直徑;第二級(jí)臺(tái)階底部放置壓力傳感器1;第三級(jí)臺(tái)階將壓力傳感器1的電源線和數(shù)據(jù)線傳輸給中央處理器系統(tǒng)4。
本實(shí)施例三階階梯狀通孔、壓力傳感器1、壓塊3、保護(hù)層5、以及壓蓋6之間的連接關(guān)系如圖4所示。
其中,保護(hù)層5的直徑小于第一級(jí)臺(tái)階的直徑,實(shí)現(xiàn)了保護(hù)層5能夠在座椅面上運(yùn)動(dòng)的功能;而壓蓋6的通孔小于保護(hù)層5的直徑,起到防止保護(hù)層5丟失的作用。
在以上實(shí)施例中,考慮到不同體型的人穴位高度不同、同一人不同穴位高度不同,為了避免某一穴位受力過大而損傷身體,將壓塊3設(shè)計(jì)成高度能夠調(diào)整的結(jié)構(gòu)。相鄰兩個(gè)具有不同高度穴位所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)壓力傳感單元如圖5所示。
具體實(shí)施例四
本實(shí)施例為在以上三個(gè)學(xué)生座椅實(shí)施例中的任意一個(gè)座椅上實(shí)現(xiàn)的坐姿調(diào)整提醒方法實(shí)施例。
本實(shí)施例的坐姿調(diào)整提醒方法,
左承扶壓力傳感器11得到的壓力值為n11,右承扶壓力傳感器12得到的壓力值為n12,左秩邊壓力傳感器13得到的壓力值為n13,右秩邊壓力傳感器14得到的壓力值為n14;
包括以下步驟:
步驟a、標(biāo)定學(xué)生不同坐姿下的參數(shù)關(guān)系:
在聽課狀態(tài)下,根據(jù)壓力傳感器1得到的四個(gè)壓力值,得到:
k聽左=n13/n11,k聽右=n14/n12,k承扶=n11/n12,k聽=0.5k聽左+0.5k聽右;
在寫字狀態(tài)下,根據(jù)壓力傳感器1得到的四個(gè)壓力值,得到:
k寫左=n13/n11,k寫右=n14/n12,k秩邊=n13/n14,k寫=0.5k寫左+0.5k寫右;
步驟b、前后坐姿判斷
k左=n13/n11,k右=n14/n12,k=0.5k左+0.5k右;
如果:
k<0.7k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生前傾過度,前報(bào)警器21報(bào)警,學(xué)生通過后仰調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟b;
0.7k聽<k<0.5k聽+0.5k寫,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于寫字狀態(tài),進(jìn)入步驟c;
0.5k聽+0.5k寫<k<1.5k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于聽課狀態(tài),進(jìn)入步驟c;
k>1.5k聽,則判斷結(jié)果為:學(xué)生后仰過度,后報(bào)警器22報(bào)警,學(xué)生通過前傾調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟b;
步驟c、左右坐姿判斷
在學(xué)生處于寫字狀態(tài)下,如果:
n11/n12>1.2k承扶,則判斷結(jié)果為:學(xué)生左傾過度,左報(bào)警器23報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向右傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
n11/n12<5k承扶/6,則判斷結(jié)果為:學(xué)生右傾過度,右報(bào)警器24報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向左傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
其他,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于正常寫字狀態(tài);
在學(xué)生處于聽課狀態(tài)下,如果:
n13/n14>1.2k秩邊,則判斷結(jié)果為:學(xué)生左傾過度,左報(bào)警器23報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向右傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
n13/n14<5k秩邊/6,則判斷結(jié)果為:學(xué)生右傾過度,右報(bào)警器24報(bào)警,學(xué)生在不改變前后坐姿的前提下,通過向左傾斜調(diào)整坐姿,重復(fù)步驟c;
其他,則判斷結(jié)果為:學(xué)生處于正常聽課狀態(tài)。