本技術(shù)涉及教育用具的，尤其是涉及一種正確坐姿調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及課桌椅。

背景技術(shù)：

1、課桌椅是各類學(xué)校、教育單位等場(chǎng)所中最常見(jiàn)的教學(xué)設(shè)施，在學(xué)校中，學(xué)生往往需要每天坐在椅子上6-8小時(shí)，而長(zhǎng)時(shí)間不良的坐姿會(huì)大大影響青少年的骨骼和肌肉發(fā)育，同時(shí)也會(huì)影響學(xué)生的視力。

2、如今隨著教學(xué)設(shè)施的不斷改進(jìn)，越來(lái)越多的學(xué)校、教育單位都選擇用簡(jiǎn)易人體工學(xué)椅加可升降的課桌來(lái)替代傳統(tǒng)無(wú)法調(diào)節(jié)的課桌椅，人體工學(xué)椅可以有效保護(hù)、支撐學(xué)生的肩部、腰部等位置，結(jié)合可以調(diào)節(jié)升降的課桌，在給予學(xué)生更高的舒適性的同時(shí)，也盡量對(duì)學(xué)生的坐姿進(jìn)行限制。

3、但足夠靈活的課桌椅也存在著一定隱患，因無(wú)法保證每個(gè)學(xué)生都可以嚴(yán)格根據(jù)理想坐姿進(jìn)行教學(xué)工作，隨著桌椅舒適性的提高，其很可能將坐姿的異常進(jìn)行放大，例如學(xué)生將背部承托的角度拉大，以接近平躺的角度坐在椅子上、將椅子的高度調(diào)整的過(guò)低使得眼睛與課桌距離較近等等。

4、因較為靈活的課桌椅可以為學(xué)生帶來(lái)背靠角度、座椅高度、頭枕高度等較多內(nèi)容的可調(diào)節(jié)選項(xiàng)，故學(xué)生不容易知曉針對(duì)于自己的理想坐姿需要如何調(diào)節(jié)，其很大程度上只會(huì)調(diào)節(jié)至舒適狀態(tài)，但舒適狀態(tài)下各部分的角度、位置可能都會(huì)對(duì)身體健康有所影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜課桌椅坐姿的理想化監(jiān)控調(diào)節(jié)，本技術(shù)提供一種正確坐姿調(diào)節(jié)方法、系統(tǒng)及智能課桌椅。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種正確坐姿調(diào)節(jié)方法，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種正確坐姿調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

4、生成包含相互垂直的x軸、y軸和z軸的坐態(tài)空間，所述x軸和z軸構(gòu)成x區(qū)，所述x軸和所述y軸構(gòu)成y區(qū)，所述y軸和所述z軸構(gòu)成z區(qū)，所述x區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體寬度對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域，y區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體高度對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域，z區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體朝向?qū)?yīng)的平面區(qū)域；

5、獲取包含若干熱力點(diǎn)的當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖，所述當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖包括臀部熱區(qū)圖、腰背部熱區(qū)圖和頭部熱區(qū)圖；

6、將所述坐態(tài)空間轉(zhuǎn)換為二維平面并在所述坐姿熱區(qū)圖中計(jì)算繪制坐態(tài)偏移線，所述坐態(tài)偏移線表征為用戶坐姿在x區(qū)的姿態(tài)傾向；

7、根據(jù)所述坐態(tài)偏移線計(jì)算坐姿第一調(diào)節(jié)量，所述坐姿第一調(diào)節(jié)量表征為對(duì)用戶身體在x-y區(qū)中位置角度的調(diào)節(jié)；

8、在所述坐態(tài)空間中，基于所述臀部熱區(qū)圖沿所述z區(qū)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)所述熱力點(diǎn)生成臀部狀態(tài)參考線，根據(jù)所述腰背部熱區(qū)圖中沿所述z區(qū)距離最遠(yuǎn)的所述兩個(gè)熱力點(diǎn)生成腰背部狀態(tài)參考線，基于所述頭部熱區(qū)圖生成頭部位置參考點(diǎn)，并將所述頭部位置參考點(diǎn)與課桌平面中心點(diǎn)進(jìn)行連接以得到頭部狀態(tài)參考線；

9、基于所述臀部狀態(tài)參考線、所述腰背部狀態(tài)參考線和所述頭部位置參考線生成人體坐姿三角區(qū)；

10、基于所述人體坐姿三角區(qū)計(jì)算坐姿第二調(diào)節(jié)量，所述坐姿第二調(diào)節(jié)量表征為對(duì)用戶身體在y-z區(qū)中位置角度的調(diào)節(jié)；

11、基于所述坐姿第一調(diào)節(jié)量和所述坐姿第二調(diào)節(jié)量生成標(biāo)準(zhǔn)坐姿調(diào)節(jié)方案并輸出。

12、在其中的一些實(shí)施例中，獲取當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖，包括以下步驟：

13、生成標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)區(qū)域，所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)區(qū)域表征為以所述課椅上的坐墊區(qū)域、靠墊區(qū)域、頭枕區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)生成的坐標(biāo)區(qū)域；

14、獲取課椅上的壓力信息，所述壓力信息包括壓力大小和壓力位置；

15、基于所述壓力位置在所述標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)區(qū)域中添加熱力點(diǎn)，并基于所述壓力大小調(diào)整所述熱力點(diǎn)顏色的深淺以獲得相應(yīng)的當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖。

16、在其中的一些實(shí)施例中，在所述坐姿熱區(qū)圖中計(jì)算繪制坐態(tài)偏移線，包括以下步驟：

17、在所述坐姿熱區(qū)圖中添加沿所述z軸的中心基準(zhǔn)線，所述中心基準(zhǔn)線分別穿過(guò)所述臀部熱區(qū)圖、所述腰背部熱區(qū)圖、所述頭部熱區(qū)圖的中心點(diǎn)；

18、選定所述坐姿熱區(qū)圖中每個(gè)z軸單位上距離所述中心基準(zhǔn)線最遠(yuǎn)的熱力點(diǎn)，根據(jù)若干選定的所述熱力點(diǎn)與所述中心基準(zhǔn)線的最小距離生成每個(gè)所述熱力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一熱力子值，根據(jù)所述中心基準(zhǔn)線兩側(cè)的所述熱力點(diǎn)數(shù)量與各個(gè)所述熱力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第一熱力子值計(jì)算所述中心基準(zhǔn)線兩側(cè)的第一熱力值；

19、根據(jù)所述坐姿熱區(qū)圖中若干所述熱力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓力大小生成每個(gè)所述熱力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二熱力子值，根據(jù)所述中心基準(zhǔn)線兩側(cè)的所述熱力點(diǎn)數(shù)量與每個(gè)所述熱力點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二熱力子值計(jì)算所述中心基準(zhǔn)線兩側(cè)的第二熱力值；

20、基于所述第一熱力值和所述第二熱力值計(jì)算所述中心基準(zhǔn)線兩側(cè)的熱力差值，并基于所述熱力差值生成偏移量和偏移方向，以根據(jù)所述偏移量和所述偏移方向?qū)⑺鲋行幕鶞?zhǔn)線在所述z區(qū)沿x軸進(jìn)行偏移移動(dòng)以獲得所述坐態(tài)偏移線。

21、在其中的一些實(shí)施例中，根據(jù)所述坐態(tài)偏移線計(jì)算坐姿第一調(diào)節(jié)量，包括以下步驟：

22、基于所述中心基準(zhǔn)線對(duì)應(yīng)的偏移量生成第一調(diào)節(jié)總數(shù)值，所述第一調(diào)節(jié)總數(shù)值表征為用戶需要在所述x-y區(qū)中調(diào)整位置、角度的總調(diào)節(jié)量；

23、基于分區(qū)熱差系數(shù)將所述第一調(diào)節(jié)總數(shù)值拆分為若干第一調(diào)節(jié)子數(shù)值并下發(fā)至所述坐墊區(qū)域、所述靠墊區(qū)域和所述頭枕區(qū)域，所述分區(qū)熱差系數(shù)表征為各個(gè)區(qū)域中的熱力差值對(duì)應(yīng)的大小系數(shù)；

24、在各個(gè)區(qū)域中的所述坐姿熱區(qū)圖中框定重點(diǎn)區(qū)域，所述重點(diǎn)區(qū)域中所述熱力點(diǎn)的密度大于預(yù)設(shè)值，并判斷所述重點(diǎn)區(qū)域與預(yù)設(shè)區(qū)域的大??；

25、若所述重點(diǎn)區(qū)域大于預(yù)設(shè)區(qū)域，則生成平移指令并添加至所述區(qū)域?qū)?yīng)的第一調(diào)節(jié)子數(shù)值以生成所述坐姿第一調(diào)節(jié)量，所述平移指令表征為使用戶身體在y區(qū)向x軸方向進(jìn)行位置平移的指令；

26、若所述重點(diǎn)區(qū)域小于預(yù)設(shè)區(qū)域，則生成轉(zhuǎn)動(dòng)指令并添加至所述區(qū)域?qū)?yīng)的第一調(diào)節(jié)子數(shù)值以生成所述坐姿第一調(diào)節(jié)量，所述轉(zhuǎn)動(dòng)指令表征為使用戶身體沿y軸在x區(qū)進(jìn)行角度轉(zhuǎn)動(dòng)的指令。

27、在其中的一些實(shí)施例中，基于所述臀部狀態(tài)參考線、所述腰背部狀態(tài)參考線和所述頭部位置參考線生成人體坐姿三角區(qū)，包括以下步驟：

28、延長(zhǎng)所述臀部狀態(tài)參考線、所述腰背部狀態(tài)參考線和所述頭部狀態(tài)參考線；

29、將所述臀部狀態(tài)參考線與所述腰背部狀態(tài)參考線的延長(zhǎng)線交點(diǎn)定義為第一點(diǎn)；

30、將所述臀部狀態(tài)參考線與所述頭部狀態(tài)參考線的延長(zhǎng)線交點(diǎn)定義為第二點(diǎn)；

31、將所述腰背部狀態(tài)參考線與所述頭部狀態(tài)參考線的延長(zhǎng)線交點(diǎn)定義為第三點(diǎn)；

32、基于所述第一點(diǎn)、所述第二點(diǎn)、所述第三點(diǎn)與各點(diǎn)之間的連線獲得所述人體坐姿三角區(qū)。

33、在其中的一些實(shí)施例中，基于所述人體坐姿三角區(qū)計(jì)算坐姿第二調(diào)節(jié)量，包括以下步驟：

34、對(duì)所述人體坐姿三角區(qū)進(jìn)行邊角定義，以獲取各個(gè)邊和各個(gè)角的特定標(biāo)識(shí)；

35、獲取理想坐姿邊角量，所述理想坐姿邊角量表征為理想的坐姿下所述人體坐姿三角區(qū)中各個(gè)邊的理想長(zhǎng)度范圍以及各個(gè)角的理想角度范圍；

36、獲取當(dāng)前坐姿邊角量，所述當(dāng)前坐姿邊角量表征為當(dāng)前坐姿下所述人體坐姿三角區(qū)中各個(gè)邊的長(zhǎng)度和各個(gè)角的角度；

37、基于所述理想坐姿邊角量和所述當(dāng)前坐姿邊角量計(jì)算邊差值和角差值，基于所述邊差值和所述角差值計(jì)算角度調(diào)節(jié)量和距離調(diào)節(jié)量，所述角度調(diào)節(jié)量表征為對(duì)課椅中靠墊和坐墊之間沿z區(qū)的角度的調(diào)節(jié)量，所述距離調(diào)節(jié)量表征為沿y區(qū)的坐墊高度的調(diào)節(jié)量和/或沿z區(qū)的課桌與課椅之間距離的調(diào)節(jié)量；

38、將所述角度調(diào)節(jié)量和所述距離調(diào)節(jié)量進(jìn)行整合以得到所述坐姿第二調(diào)節(jié)量。

39、在其中的一些實(shí)施例中，還包括以下步驟：

40、獲取所述腰背部熱區(qū)圖的若干所述熱力點(diǎn)在y區(qū)中的最高坐標(biāo)位置和最低坐標(biāo)位置；

41、基于所述最高坐標(biāo)位置和所述最低坐標(biāo)位置之間的距離差判斷是否存在駝背；

42、基于所述最高坐標(biāo)位置判斷是否存在過(guò)度挺胸；

43、基于判斷結(jié)果生成相應(yīng)的坐姿調(diào)節(jié)量并添加至所述第二調(diào)節(jié)量中。

44、在其中的一些實(shí)施例中，若不存在所述腰背部熱區(qū)圖和所述頭部熱區(qū)圖，則生成人體坐姿三角區(qū)包括以下步驟：

45、沿所述y區(qū)生成垂直于所述臀部熱區(qū)圖且穿過(guò)所述臀部狀態(tài)參考線后端端點(diǎn)的預(yù)測(cè)線；

46、沿所述x區(qū)生成垂直于所述臀部狀態(tài)參考線且穿過(guò)所述臀部狀態(tài)參考線的中點(diǎn)的輔助線；

47、基于所述輔助線兩側(cè)的第二熱力值的平均值的差值計(jì)算出傾向系數(shù)，基于所述傾向系數(shù)生成預(yù)測(cè)角度；

48、基于所述預(yù)測(cè)角度調(diào)整所述預(yù)測(cè)線與所述臀部狀態(tài)參考線在所述z區(qū)上的夾角，并在所述臀部狀態(tài)參考線上距離所述臀部狀態(tài)參考線后端端點(diǎn)預(yù)設(shè)長(zhǎng)度的位置選定預(yù)測(cè)頭部位置點(diǎn)；

49、將所述預(yù)測(cè)頭部位置點(diǎn)與課桌平面中心點(diǎn)進(jìn)行連接并延長(zhǎng)直至與所述臀部狀態(tài)參考線相交以得到所述人體坐姿三角區(qū)。

50、第二方面，本技術(shù)提供一種正確坐姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采用如下的技術(shù)方案：

51、一種正確坐姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括智能課桌椅，還包括：

52、坐態(tài)空間生成模塊，用于生成坐態(tài)空間，所述坐態(tài)空間包括x區(qū)、y區(qū)和z區(qū)，所述x區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體寬度對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域，y區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體高度對(duì)應(yīng)的平面區(qū)域，z區(qū)表征為用戶坐態(tài)下身體朝向?qū)?yīng)的平面區(qū)域；

53、熱區(qū)圖獲取模塊，用于獲取當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖，所述當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖包括臀部熱區(qū)圖、腰背部熱區(qū)圖和頭部熱區(qū)圖；

54、偏移線繪制模塊，用于將所述坐態(tài)空間轉(zhuǎn)換為二維平面并在所述坐姿熱區(qū)圖中計(jì)算繪制坐態(tài)偏移線，所述坐態(tài)偏移線表征為坐姿在x區(qū)的姿態(tài)傾向；

55、第一坐姿調(diào)節(jié)模塊，用于根據(jù)所述坐態(tài)偏移線計(jì)算坐姿第一調(diào)節(jié)量，所述坐姿第一調(diào)節(jié)量表征為對(duì)用戶身體在x-y區(qū)中位置角度的調(diào)節(jié)；

56、坐姿三角區(qū)繪制模塊，用于在所述坐態(tài)空間中，基于所述臀部熱區(qū)圖中沿所述z區(qū)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)熱力點(diǎn)生成臀部狀態(tài)參考線，根據(jù)所述腰背部熱區(qū)圖中沿所述z區(qū)距離最遠(yuǎn)的兩個(gè)熱力點(diǎn)生成腰背部狀態(tài)參考線，基于所述頭部熱區(qū)圖生成頭部位置參考點(diǎn)，并將所述頭部位置參考線與課桌平面中心點(diǎn)進(jìn)行連接以得到頭部狀態(tài)參考線，并基于所述水平參考面、所述腰背部狀態(tài)參考線和所述頭部位置參考線生成人體坐姿三角區(qū)

57、第二坐姿調(diào)節(jié)模塊，用于基于所述人體坐姿三角區(qū)計(jì)算坐姿第二調(diào)節(jié)量，所述坐姿第二調(diào)節(jié)量表征為對(duì)用戶身體在y-z區(qū)中位置角度的調(diào)節(jié)；

58、方案輸出模塊，用于基于所述坐姿第一調(diào)節(jié)量和所述坐姿第二調(diào)節(jié)量生成標(biāo)準(zhǔn)坐姿調(diào)節(jié)方案并輸出。

59、第三方面，本技術(shù)提供一種智能課桌椅，采用如下的技術(shù)方案：

60、一種智能課桌椅，包括課桌和課椅；

61、所述課椅包括第一支腿及連接在所述第一支腿上的坐墊，所述坐墊上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有腰背靠墊，所述腰背靠墊遠(yuǎn)離所述坐墊的一端連接有頭枕，所述坐墊、所述腰背靠墊和所述頭枕上皆設(shè)置有壓力檢測(cè)層，所述壓力檢測(cè)層用于檢測(cè)受到的壓力大小和壓力位置以生成相應(yīng)的坐姿熱區(qū)圖：

62、所述課桌包括第二支腿和滑動(dòng)連接在所述第二支腿上的支撐架，所述支撐架遠(yuǎn)離所述第二支腿的一端固定連接有桌板。

63、通過(guò)本技術(shù)實(shí)施例提供的技術(shù)方案，存在以下技術(shù)效果：通過(guò)檢測(cè)到的當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖，結(jié)合三維的坐態(tài)空間以及坐態(tài)空間轉(zhuǎn)換的二維平面對(duì)當(dāng)前坐姿熱區(qū)圖進(jìn)行分析，通過(guò)點(diǎn)、線、面結(jié)合的方式對(duì)用戶的坐姿進(jìn)行判斷檢測(cè)，以此分別對(duì)靜態(tài)下的重心偏移的歪坐、斜向角度的斜坐等錯(cuò)誤坐姿以及動(dòng)態(tài)下的前傾、癱坐、課桌椅之間距離異常等錯(cuò)誤生成融合調(diào)節(jié)方案，提醒用戶盡快調(diào)整坐姿，減少教育場(chǎng)景下青少年長(zhǎng)期不良坐姿對(duì)身體發(fā)育健康的損傷。