一種落座檢測(cè)傳感器、久坐提醒裝置和智能坐具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種定時(shí)提醒裝置，尤其涉及一種落座檢測(cè)傳感器、久坐提醒裝置和 智能坐具。
【背景技術(shù)】
[0002] 久坐危害極大，為十大致病殺手之一。醫(yī)學(xué)知識(shí)的普及，亦使大多數(shù)人知道了久坐 的危害，但是對(duì)于白領(lǐng)階層和年輕學(xué)生，由于工作壓力和學(xué)習(xí)緊張的原因，常常忘了或無(wú)法 定時(shí)活動(dòng)，而久坐之后，因身體勞累，又極易引發(fā)坐姿不當(dāng)，如此惡性循環(huán)，給身體造成了很 大傷害。
[0003] 目前已經(jīng)公布了一些久坐提醒裝置及其應(yīng)用的傳感器。如201320317777.1號(hào)"一 種定時(shí)提醒座墊"專(zhuān)利，檢測(cè)傳感器為熱釋電紅外傳感器和壓力開(kāi)關(guān)，該裝置利用水囊聯(lián)通 一個(gè)壓力開(kāi)關(guān)，結(jié)合熱釋電紅外傳感器來(lái)判斷是否有人坐在座墊上，再通過(guò)震動(dòng)對(duì)久坐用 戶予以提醒。由于內(nèi)置水囊，該裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品笨重，且只有震動(dòng)提醒功能。 201410019465.1號(hào)"基于智能移動(dòng)設(shè)備的久坐提醒及坐姿檢測(cè)裝置"專(zhuān)利，檢測(cè)傳感器為壓 力傳感器，通過(guò)壓力傳感器在主要受力點(diǎn)的平面布置來(lái)檢測(cè)坐姿。該裝置只能在平面內(nèi)檢 測(cè)坐姿，且提醒功能必須通過(guò)智能移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行。201410775635.9號(hào)"可調(diào)節(jié)的人體姿勢(shì)檢 測(cè)提醒裝置"專(zhuān)利，檢測(cè)傳感器為三軸加速度傳感器，通過(guò)垂直方向的加速度值來(lái)判斷佩戴 者是否落座，超時(shí)發(fā)出振動(dòng)提示以避免久坐，但該裝置不能直接檢測(cè)人體的坐姿狀態(tài)，只能 通過(guò)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行推算，準(zhǔn)確性不高，只有震動(dòng)提醒功能，且該裝置無(wú)法置入坐具。
[0004] 已經(jīng)公布的各類(lèi)久坐提醒裝置采用了多種傳感器，這些傳感器種類(lèi)有熱釋電紅外 傳感器、壓力傳感器、壓力開(kāi)關(guān)、加速度傳感器等，其中熱釋電紅外傳感器易誤報(bào)，壓力傳感 器和壓力開(kāi)關(guān)有疲勞壽命限制，三軸加速度傳感器需要通過(guò)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)推算。這些傳感器都 有固定的形狀和一定的體積，均由硬質(zhì)材料構(gòu)成，無(wú)法做到和坐具的無(wú)縫融合，勢(shì)必會(huì)影響 到坐具的舒適感。各種傳感器均為專(zhuān)用器件，不利于降低傳感器的成本，也無(wú)法精確檢測(cè)包 括背部在內(nèi)的坐姿。各類(lèi)久坐提醒裝置的提醒功能單一且無(wú)法關(guān)閉，不利于延長(zhǎng)電池的供 電時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)以上所述的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，提出一種新型落座檢 測(cè)傳感器、應(yīng)用該傳感器的久坐提醒裝置和智能坐具。
[0006] 本發(fā)明提出一種落座檢測(cè)傳感器，其特征在于:所述落座檢測(cè)傳感器由檢測(cè)電極 和信號(hào)處理模塊組成，采用電容式觸摸感應(yīng)的原理來(lái)檢測(cè)人體的接近，獲得落座信息;所述 檢測(cè)電極由導(dǎo)電體構(gòu)成，放置在不導(dǎo)電的材料上來(lái)構(gòu)建一個(gè)基于電容的接近傳感器，作為 待測(cè)電容的一個(gè)極板，電極與地之間構(gòu)成自電容，電極與電極之間構(gòu)成互電容;所述信號(hào)處 理模塊，連接所述檢測(cè)電極，測(cè)量所述自電容和/或所述互電容的電容變化，通過(guò)人體接近 時(shí)所述自電容增大、所述互電容減小判斷人體的落座;對(duì)所述落座檢測(cè)傳感器的基本要求 是選取合適的檢測(cè)電極，使得人體的接近能夠顯著影響待測(cè)電容大小，對(duì)信號(hào)處理模塊的 基本要求是選取適當(dāng)?shù)募?lì)信號(hào)和信號(hào)變換方法，將變化的電容量轉(zhuǎn)換成其它某種容易測(cè) 量的電信號(hào)的變化量，再由一定的算法來(lái)檢測(cè)和判斷這個(gè)變化量的程度，當(dāng)變化量超過(guò)基 準(zhǔn)閾值時(shí)，輸出人體的落座確認(rèn)信息。
[0007] 進(jìn)一步地，為了滿足不同種類(lèi)坐具對(duì)所述檢測(cè)電極靈敏度的不同要求，也為了滿 足同一個(gè)坐具中不同位置所述檢測(cè)電極對(duì)靈敏度的不同要求，所述落座檢測(cè)傳感器通過(guò)改 變所述檢測(cè)電極的大小和形狀改變測(cè)量靈敏度。
[0008] 進(jìn)一步地，為了滿足坐具的舒適性要求，所述檢測(cè)電極由具有柔性材質(zhì)的材料制 成，如銅箱、導(dǎo)電膠布、直接印刷的導(dǎo)電油漆等，鋪設(shè)在坐具上時(shí)，可以隨坐具表面彎曲。硬 質(zhì)坐具上硬性和柔性的導(dǎo)電材料均可作為電極材料。
[0009] 進(jìn)一步地，為了保護(hù)所述檢測(cè)電極免受環(huán)境影響并防止人體直接接觸，以免與檢 測(cè)電極相連的信號(hào)處理模塊遭受靜電損傷，檢測(cè)電極上具有不導(dǎo)電的覆蓋層。
[0010]進(jìn)一步地，為了檢測(cè)人體落座后身體各部位的位置，所述信號(hào)處理模塊連接多個(gè) 檢測(cè)電極，通過(guò)電極在空間的合理分布，不限于水平位置的分布，測(cè)量不同位置的人體接近 情況，獲取人體落座的位置信息。
[0011] 本發(fā)明提出一種久坐提醒裝置，包括控制單元、震動(dòng)提醒單元、聲音提醒單元，用 于久坐超時(shí)，發(fā)出提醒，其特征在于:還包括傳感器單元，所述傳感器單元內(nèi)置有本發(fā)明的 落座檢測(cè)傳感器。所述控制單元接受到傳感器單元的人體落座信息，確認(rèn)信號(hào)后啟動(dòng)定時(shí)， 定時(shí)結(jié)束后，輸出提醒信號(hào)。進(jìn)一步地，所述控制單元接受到傳感器單元的人體位置信息， 經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以得出坐姿信息，包括臀部位置信息、腰部位置信息、背部位置信息，根據(jù) 不同的坐姿信息，結(jié)合預(yù)置的時(shí)間閾值，動(dòng)態(tài)調(diào)整延時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息。
[0012] 進(jìn)一步地，為了裝置具有更好的擴(kuò)展性，獲得數(shù)據(jù)傳輸通道和圖形用戶界面以及 額外的示警功能，所述久坐提醒裝置還包括藍(lán)牙無(wú)線單元，所述藍(lán)牙無(wú)線單元與標(biāo)配藍(lán)牙 的智能移動(dòng)設(shè)備(包括手機(jī))無(wú)線通信。所述智能移動(dòng)設(shè)備通過(guò)圖形用戶界面，向所述控制 單元下載久坐時(shí)間閾值、提醒方式的配置信息，向所述聲音提醒單元下載包含發(fā)聲內(nèi)容的 文件。所述智能移動(dòng)設(shè)備接收所述控制單元上傳的坐姿數(shù)據(jù)和報(bào)警信息后，啟動(dòng)自身的示 警功能，發(fā)出震動(dòng)提醒和/或聲音提醒和/或圖文提醒。所述圖文提醒指通過(guò)智能移動(dòng)設(shè)備 的圖形用戶界面，直觀顯示控制單元上傳的坐姿信息和報(bào)警信息。所述智能移動(dòng)設(shè)備還可 以通過(guò)英特網(wǎng)連接服務(wù)器，通過(guò)遠(yuǎn)程互動(dòng)的方式社交，如好友之間久坐未起的監(jiān)測(cè)，當(dāng)被監(jiān) 測(cè)者久坐未動(dòng)時(shí)，好友可以實(shí)時(shí)提醒被監(jiān)測(cè)著及時(shí)小憩。
[0013] 進(jìn)一步地，為了降低裝置功耗，延長(zhǎng)電池供電時(shí)間，所述震動(dòng)提醒單元、所述聲音 提醒單元、所述無(wú)線傳輸單元為可以選擇安裝和/或可以關(guān)閉功能的模塊。
[0014] 進(jìn)一步地，為了簡(jiǎn)單快捷地配置數(shù)據(jù)，所述控制單元帶有由撥動(dòng)開(kāi)關(guān)組成的配置 電路，配置內(nèi)容包括震動(dòng)提醒單元、聲音提醒單元、無(wú)線傳輸單元的啟用與關(guān)閉，還包括延 時(shí)閾值的選擇，此處延時(shí)閾值的選擇只有在無(wú)線傳輸單元關(guān)閉后有效。
[0015] 本發(fā)明提出一種智能坐具，其特征在于：內(nèi)置有本發(fā)明的久坐提醒裝置，成為智能 坐具。進(jìn)一步地，為了滿足不同人群的不同需求，所述智能坐具有坐墊、靠墊、椅子、沙發(fā)等。 不同種類(lèi)的所述智能坐具，使用了不同種類(lèi)的所述傳感器單元，這里的不同指所述落座檢 測(cè)傳感器的電極類(lèi)型和信號(hào)處理方法以及構(gòu)成檢測(cè)電極的材料、材質(zhì)、大小、形狀、厚薄、布 局這些特性中的一個(gè)或幾個(gè)的不同。所述久坐提醒裝置各部件中只有檢測(cè)電極和振動(dòng)電機(jī) 靠近坐具表面，其它各部件置于控制盒內(nèi)，控制盒放置在所述智能坐具不易觸碰到的地方。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:采用電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)的落座檢測(cè)傳感 器，無(wú)需受力和直接接觸，可以準(zhǔn)確檢測(cè)用戶的落座信息，更可以在起身之前實(shí)時(shí)檢測(cè)用戶 的位置信息，據(jù)此結(jié)合預(yù)置時(shí)間閾值動(dòng)態(tài)調(diào)整延時(shí)，發(fā)出報(bào)警信息，提醒用戶起身小憩。可 以根據(jù)坐具的種類(lèi)來(lái)選擇電極，使得檢測(cè)電極和坐具無(wú)縫融合，最大限度地滿足用戶的舒 適度要求，而且實(shí)施成本相對(duì)低廉，不存在疲勞壽命的限制。久坐提醒裝置既可以選擇使用 自帶的提醒單元，也可以擴(kuò)展使用智能移動(dòng)設(shè)備的提醒單元，通過(guò)圖文界面直觀顯示坐姿 信息和報(bào)警信息。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 附圖用于更好地理解本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。
[0018] 圖1為本發(fā)明落座檢測(cè)傳感器的專(zhuān)用芯片自電容式的系統(tǒng)連接圖。
[0019 ]圖2為本發(fā)明落座檢測(cè)傳感器的MCU自電容式的系統(tǒng)連接圖。
[0020]圖3為本發(fā)明