坐姿矯正方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種坐姿矯正方法和裝置，當(dāng)頭部左右傾斜時，根據(jù)左右傾斜角度，計算出眼睛距離目標(biāo)觀測物的距離S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較；當(dāng)所述S的余弦值小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿，避免左右傾斜時由于S大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)導(dǎo)致不能報警的情形，可以實時指導(dǎo)用戶調(diào)整至理想的坐姿。
【專利說明】坐姿矯正方法及裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療保健設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種坐姿矯正方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在社會的孩子的課業(yè)壓力很大，要求長時間坐著，可能會引發(fā)頸椎病、近視眼、很大程度上影響了孩子的發(fā)育和身體的健康，為了保證孩子學(xué)習(xí)中身體狀況不受到影響，設(shè)計一種矯正孩子坐姿的裝置很有必要。
[0003]現(xiàn)有坐姿矯正裝置的缺點是智能化程度不高，并且系統(tǒng)精確度不高，不能夠快速并人性化幫助使用者實現(xiàn)矯正的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種可實時并精確地提示使用者及時矯正坐姿的坐姿矯正方法。另外，還提出一種坐姿矯正裝置。
[0005]一種坐姿矯正方法,包括:
[0006]檢測人體眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S ；
[0007]檢測人體頭部左右傾斜角度α ；
[0008]將所述S與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)S大于所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，根據(jù)所述左右傾斜角度α計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較；
[0009]當(dāng)所述S的余弦值小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
[0010]在其中一個實施例中，所述坐姿矯正方法還包括:
[0011]檢測人體頭部前后傾斜角度；
[0012]將所述前后傾斜角度與預(yù)設(shè)的傾斜角度進行比較；
[0013]當(dāng)檢測到的前后傾斜角度大于預(yù)設(shè)的傾斜角度時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
[0014]在其中一個實施例中，將所述S與所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)所述S小于所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時直接向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警。
[0015]此外，還提出一種坐姿矯正裝置，包括用于固定到人體頭部的固定裝置，所述固定裝置上安裝有控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置，其中所述超聲波傳感裝置檢測人體眼睛與目標(biāo)觀測物的距離S，所述傾角傳感器檢測人體頭部左右傾斜角度α，所述控制器根據(jù)所述左右傾斜角度α計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)所述S的余弦值大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，所述控制器驅(qū)動所述報警裝置向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
[0016]在其中一個實施例中，所述固定裝置上還安裝有用來給所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置供電的電源。
[0017]在其中一個實施例中，所述固定裝置包括環(huán)形的底座，所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置安裝在所述底座上。
[0018]在其中一個實施例中，所述底座包括環(huán)狀的底壁、自底壁的內(nèi)緣向上延伸的內(nèi)壁和自底壁的外緣向上延伸的外壁，所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置均安裝在所述內(nèi)壁和外壁之間的空腔中。
[0019]在其中一個實施例中，所述固定裝置還包括與所述底座相配接的環(huán)形的蓋體，所述蓋體將所述內(nèi)壁和外壁之間的空腔遮蔽。
[0020]在其中一個實施例中，所述底座由彈性材料制成。
[0021 ] 在其中一個實施例中，所述報警裝置為發(fā)聲或振動裝置。
[0022]上述坐姿矯正方法及裝置中，當(dāng)頭部左右傾斜時，根據(jù)左右傾斜角度，計算出眼睛距離目標(biāo)觀測物的距離S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較；當(dāng)所述S的余弦值小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿，避免左右傾斜時由于S大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)導(dǎo)致不能報警的情形，可以實時指導(dǎo)用戶調(diào)整至理想的坐姿。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為坐姿矯正方法的流程圖；
[0024]圖2為坐姿矯正方法的原理圖；
[0025]圖3為坐姿矯正裝置的組裝圖；
[0026]圖4為坐姿矯正裝置的爆炸圖；
[0027]圖5為坐姿矯正裝置去除蓋體的組裝圖；
[0028]圖6為坐姿矯正裝置各元件的連接示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖，說明坐姿矯正方法的較佳實施方式。
[0030]當(dāng)坐姿不正確時，身體上半身通常會傾斜一定角度，頭部也會隨之傾斜。通常可通過檢測頭部至目標(biāo)觀測物(如書本)之間的距離來提醒用戶及時矯正坐姿，或通過檢測頭部前后傾斜角度來提醒用戶及時矯正坐姿。
[0031]實際中發(fā)現(xiàn)，即便頭部沒有前后傾斜，并且頭部至?xí)镜木嚯x大于標(biāo)準(zhǔn)值，但頭部如果是左右傾斜，也是一種不正確的坐姿。此時頭部并沒有前后傾斜，即便設(shè)置了檢測前后傾斜角度的裝置也不會因此報警；而如果只憑借檢測到的頭部至目標(biāo)觀測物之間的距離是否符合標(biāo)準(zhǔn)值來判斷，由于此時檢測到的距離是大于標(biāo)準(zhǔn)值的，因此不能及時提醒用戶矯正坐姿。為了也能夠解決頭部左右傾斜時的坐姿矯正問題，本發(fā)明提供了以下實施例。
[0032]圖1為一個實施例的坐姿矯正方法的流程圖，尤其適用于學(xué)生坐姿的矯正，下面結(jié)合具體步驟詳細描述。
[0033]S110、檢測人體眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S。實際中，可以利用固定在人體頭部的超聲波傳感器等測距裝置測出人體眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S。
[0034]S120、檢測人體頭部左右傾斜角度α。利用傾角傳感器檢測頭部左右傾斜時的左右傾斜角度α。如圖2所示，該左右傾斜角度α是頭部左右傾斜時，傾斜前后位置之間的角度，是一個在豎直面內(nèi)的夾角?？梢允钦Ｗ宋恢孟蜃髢A斜或向右傾斜形成的角度。
[0035]S130、將所述S與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)S大于所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，根據(jù)所述左右傾斜角度α計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較。預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)是標(biāo)準(zhǔn)值(即設(shè)定的認為不影響視力的安全距離或理想距離)。
[0036]當(dāng)人體處于標(biāo)準(zhǔn)坐姿時，人體距離目標(biāo)觀測物的距離等于標(biāo)準(zhǔn)值。此時，如果人體沒有前后傾斜及整體前后移動時，但人體頭部左右傾斜一定角度α，檢測到的人體眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S將大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，此時僅憑借該距離S無法給用戶一個提示，因為通過判斷距離來給用戶提示進行報警是在該距離小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時進行的。但顯然此時人體處于一個錯誤的坐姿。因此，此處利用傾角傳感器以矯正人體頭部傾斜的情況。而如果S小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，說明此時眼睛目標(biāo)觀測物距離已經(jīng)較近，則可直接向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，以有效保護視力。
[0037]請參考圖2，距離S代表傾斜后眼睛至目標(biāo)觀測物的距離。由于S無法直接用來矯正坐姿，而人體正常坐姿時，人體至目標(biāo)觀測物之間形成一個豎直的平面X，由此圖2中引出一個參考距離可理解為S $為距離S在平面X上的投影距離。圖2中，S對應(yīng)一線段，
應(yīng)另一個線段，兩個線段之間在水平上形成的夾角的值近似等于前述的在豎直面內(nèi)的左右傾斜角度α。因此，可以用S的余弦值作為S實的近似值。由公式Sg= SXCOSa，gp根據(jù)左右傾斜角度a實時計算出S的余弦值，即Sp然后，將S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較。
[0038]S140、當(dāng)所述S的余弦值小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。左右傾斜角度a越大，人體頭部傾斜越厲害，此時S的余弦值即呈變小的趨勢，當(dāng)S^j、于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，說明人體頭部傾斜程度已經(jīng)超出可以接受的范圍，此時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿，直到左右傾斜角度a回復(fù)至可接受的范圍內(nèi)。報警可以是振動或語音提示，或二者的結(jié)合。通常認為33cm是一個理想的距離，因此通常將預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)設(shè)置為33cm，當(dāng)因左右傾斜導(dǎo)致Si小于33cm時，上述方法能夠及時報警，提醒用戶及時矯正坐姿。
[0039]上述坐姿矯正方法還包括以下步驟:檢測人體頭部前后傾斜角度；將所述前后傾斜角度與預(yù)設(shè)的傾斜角度進行比較`；當(dāng)檢測到的前后傾斜角度大于預(yù)設(shè)的傾斜角度時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。由于人體不一定存在左右傾斜的情況，也可能只是前后傾斜，低頭或后仰，此時眼睛至目標(biāo)觀測物的距離也可能大于標(biāo)準(zhǔn)值，因此可通過傾斜角度來判斷，并向用戶發(fā)出提醒進行報警。
[0040]此外，還提出了一種可以實施上述坐姿矯正方法的坐姿矯正裝置。
[0041]請參考圖3至圖6，一種坐姿矯正裝置100，包括用于固定到人體頭部的固定裝置110，安裝在固定裝置110上的控制器120、安裝在固定裝置110上且分別與控制器120相連的超聲波傳感裝置130、傾角傳感器140、報警裝置150，及給這些元件供電的電源160。
[0042]超聲波傳感裝置130可檢測人體眼睛與目標(biāo)觀測物的距離S，傾角傳感器140可檢測人體頭部左右傾斜角度a，控制器120根據(jù)左右傾斜角度a計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，且當(dāng)所述S的余弦值大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，所述控制器驅(qū)動所述報警裝置進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
[0043]固定裝置110包括環(huán)形的底座112和與底座112相配接的環(huán)形的蓋體114。如此，固定裝置110是一個中間有通孔的裝置，可套在人體頭部上，便于攜帶和使用。
[0044]底座112包括環(huán)狀的底壁1122、自底壁1122的內(nèi)緣向上延伸的內(nèi)壁1124和自底壁1122的外緣向上延伸的外壁1126。內(nèi)壁1124與外壁1126之間形成空腔，控制器120、超聲波傳感裝置130、傾角傳感器140、報警裝置150及電源160均置于該空腔中。蓋體114配接在底座112上后，蓋體114將內(nèi)壁1124與外壁1126之間的空腔遮蔽，提高控制器120等元件的安全性，也使坐姿矯正裝置100的外形美觀。
[0045]底座112由彈性材料制成，方便套至人體頭部，同時可提高佩戴的舒適性。報警裝置150為發(fā)聲裝置，如揚聲器、蜂鳴器等，或為振動裝置，如振子。
[0046]固定裝置110的結(jié)構(gòu)并不以上述描述為限，如可設(shè)置成眼鏡樣式的，或發(fā)夾樣式的。也并非一定要求佩戴至人體頭部，也可以是掛在耳朵上，還可以掛在帽子等外部物品上。
[0047]上述坐姿矯正裝置100使用時，可實時監(jiān)控人體頭部左右傾斜角度，及時發(fā)出警報，指導(dǎo)用戶調(diào)整坐姿。傾角傳感器140還可以檢測人體頭部前后傾斜角度，因此上述坐姿矯正裝置100還可以在人體頭部前后傾斜時指導(dǎo)用戶調(diào)整坐姿，此時，只需要將檢測到的前后傾斜角度與預(yù)設(shè)的傾斜角度比較即可。
[0048]此外，坐姿矯正裝置100還具備視力保護作用，即將超聲波傳感裝置130檢測到的眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，如果S小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，則由控制器120驅(qū)動報警裝置150直接發(fā)出報警，不需要再通過計算S的余弦值來判斷。
[0049]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種坐姿矯正方法，其特征在于，包括: 檢測人體眼睛至目標(biāo)觀測物的距離S ； 檢測人體頭部左右傾斜角度α ; 將所述S與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)S大于所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，根據(jù)所述左右傾斜角度α計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較； 當(dāng)所述S的余弦值小于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐姿矯正方法，其特征在在于:所述坐姿矯正方法還包括: 檢測人體頭部前后傾斜角度； 將所述前后傾斜角度與預(yù)設(shè)的傾斜角度進行比較； 當(dāng)檢測到的前后傾斜角度大于預(yù)設(shè)的傾斜角度時，向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坐姿矯正方法，其特征在于:將所述S與所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)所述S小于所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時直接向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警。
4.一種坐姿矯正裝置，其特征在于，包括用于固定到人體頭部的固定裝置，所述固定裝置上安裝有控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置，其中所述超聲波傳感裝置檢測人體眼睛與目標(biāo)觀測物的距離S，所述傾角傳感器檢測人體頭部左右傾斜角度α，所述控制器根據(jù)所述左右傾斜角度α計算出S的余弦值，并將所述S的余弦值與預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)所述S的余弦值大于預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)時，所述控制器驅(qū)動所述報警裝置向用戶發(fā)出相應(yīng)的提醒進行報警，指導(dǎo)用戶矯正坐姿。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述固定裝置上還安裝有用來給所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置供電的電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述固定裝置包括環(huán)形的底座，所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置安裝在所述底座上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述底座包括環(huán)狀的底壁、自底壁的內(nèi)緣向上延伸的內(nèi)壁和自底壁的外緣向上延伸的外壁，所述控制器、超聲波傳感裝置、傾角傳感器及報警裝置均安裝在所述內(nèi)壁和外壁之間的空腔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述固定裝置還包括與所述底座相配接的環(huán)形的蓋體，所述蓋體將所述內(nèi)壁和外壁之間的空腔遮蔽。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述底座由彈性材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的坐姿矯正裝置，其特征在于，所述報警裝置為發(fā)聲或振動裝置。
【文檔編號】G08B21/24GK103514719SQ201310482130
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】吳新宇, 張洪海, 孫鍵銓, 正端, 傅睿卿, 曾彥平, 徐揚生 申請人:中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院