马桶坐姿矫正系统及方法与流程

本公开涉及智能控制技术领域，具体而言，涉及一种马桶坐姿矫正系统及方法。

背景技术：

在现代社会，马桶已经普及到各个处所，无论是在家里还是公共场所，因此在人们的日产常生活中，使用马桶已经是极为平常的事了。

然而，随着马桶使用量的增多，也为人们带来了一些现代疾病。而这些现代疾病的其中一部分诱因就是不健康的如厕姿势，也就是不健康的马桶坐姿，无法使耻骨直肠肌得到放松，久而久之就带来各种肠道疾病。

因此，现有技术中的技术方案还存在有待改进之处。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种马桶坐姿矫正系统及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种马桶坐姿矫正系统，包括：

传感器系统，用于感测并计算使用者的大腿与水平线之间的夹角；

主控制系统，用于根据所述大腿与水平线之间的夹角生成升降指令；

升降系统，用于根据所述升降指令进行升降操作。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传感器系统包括至少四个内嵌在马桶座圈上的距离传感器，分别用于感测所述使用者的大腿到所述距离传感器的距离。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传感器系统包括第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器和第四距离传感器，其中所述第一距离传感器与所述第三距离传感器相对于所述马桶座圈的中线对称，所述第二距离传感器与所述第四距离传感器相对于所述马桶座圈的中线对称，且所述第一距离传感器与所述第三距离传感器位于所述马桶座圈靠近外边缘的位置，所述第二距离传感器与所述第四距离传感器位于所述马桶座圈靠近内边缘的位置。

在本公开的一种示例性实施例中，根据大腿前后不同位置到所述距离传感器的距离以及所述距离传感器前后的距离计算得到所述大腿与水平线之间的夹角，公式为其中α为所述大腿与水平线之间的夹角，l为所述第一距离传感器到所述第二距离传感器之间的距离，h1为所述第一距离传感器和所述第三距离传感器到所述使用者的大腿的距离的平均值，h2为所述第二距离传感器和所述第四距离传感器到所述使用者的大腿的距离的平均值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述主控制系统用于比较所述大腿与水平线之间的夹角与预设夹角阈值的大小，并根据比较结果生成所述升降指令；

当α＜δα1时，所述主控制系统生成上升指令，所述上升指令用于控制所述升降系统进行上升操作；

当δα1≤α≤δα2时，所述主控制系统不生成指令或生成空指令，所述空指令用于控制所述升降系统不进行任何升降操作；

当α＞δα2时，所述主控制系统生成下降指令，所述下降指令用于控制所述升降系统进行下降操作；

其中δα1为所述预设夹角阈值中的下限阈值，δα2为所述预设夹角阈值中的上限阈值。

在本公开的一种示例性实施例中，所述传感器系统还包括：至少四个内嵌于所述马桶座圈上的压力传感器，分别用于感测所述使用者使用马桶时对所述马桶座圈的压力，并将感测的各压力值发送给所述主控制系统，所述主控制系统根据所述各压力值与预设压力阈值进行比较，如果所述各压力值不符合预设条件或者所述各压力值与所述预设压力阈值的比较结果不符合预设条件则生成所述升降指令。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：所述升降系统设置在所述马桶前方的下部，并按照所述升降指令执行相应的升降操作。

根据本公开的另一方面，还提供一种马桶坐姿矫正方法，包括：

接收使用者的大腿与水平线之间的夹角；

根据所述大腿与水平线之间的夹角生成升降指令；

将所述升降指令发送给升降系统，控制所述升降系统进行升降操作。

在本公开的一种示例性实施例中，所述大腿与水平线之间的夹角的计算公式为

其中α为所述大腿与水平线之间的夹角，l为第一距离传感器到第二距离传感器之间的距离，h1为所述第一距离传感器和第三距离传感器到所述使用者的大腿的距离的平均值，h2为所述第二距离传感器和第四距离传感器到所述使用者的大腿的距离的平均值，其中所述第一距离传感器、所述第二距离传感器、所述第三距离传感器和所述第四距离传感器内嵌在马桶座圈上，分别用于感测所述使用者的大腿到所述距离传感器的距离，所述第一距离传感器与所述第三距离传感器相对于所述马桶座圈的中线对称，所述第二距离传感器与所述第四距离传感器相对于所述马桶座圈的中线对称，且所述第一距离传感器与所述第三距离传感器位于所述马桶座圈靠近外边缘的位置，所述第二距离传感器与所述第四距离传感器位于所述马桶座圈靠近内边缘的位置。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述大腿与水平线之间的夹角生成升降指令包括：

比较所述大腿与水平线之间的夹角与预设夹角阈值的大小，并根据比较结果生成所述升降指令；

当α＜δα1时，所述主控制系统生成上升指令，所述上升指令用于控制所述升降系统进行上升操作；

当δα1≤α≤δα2时，所述主控制系统不生成指令或生成空指令，所述空指令用于控制所述升降系统不进行任何升降操作；

当α＞δα2时，所述主控制系统生成下降指令，所述下降指令用于控制所述升降系统进行下降操作；

其中δα1为所述预设夹角阈值中的下限阈值，δα2为所述预设夹角阈值中的上限阈值。

在本公开的一种示例性实施例中，还包括：

如果检测所述使用者使用马桶时对所述马桶座圈的压力值大于0，则将检测得到的各压力值与预设压力阈值进行比较，如果所述各压力值不符合预设条件或者所述各压力值与所述预设压力阈值的比较结果不符合预设条件则所述升降指令。

本公开的某些实施例的马桶坐姿矫正系统及方法，该系统包括：传感器系统、主控制系统和升降系统，传感器系统用于感测并计算使用者的大腿与水平线之间的夹角；主控制系统用于根据所述大腿与水平线之间的夹角生成升降指令；升降系统用于根据所述升降指令进行升降操作。传感器系统采集数据并发送给主控制系统，主控制系统根据采集的数据计算得到大腿与水平线的夹角，进而判断使用者是否正确使用马桶，并通过抬升或降低升降系统来矫正使用者的坐姿。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中一种马桶坐姿矫正系统的示意图。

图2示出本公开示例性实施例中一种显示屏的马桶坐姿矫正系统的结构示意图。

图3示出本公开示例性实施例中大腿与水平线之间的夹角的示意图。

图4示出本公开另一示例性实施例中一种马桶坐姿矫正系统的示意图。

图5示出本公开示例性实施例中一种马桶坐姿矫正方法的流程图。

图6示出本公开示例性实施例中矫正过程的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

通过研究人体的身体结构发现，大便从人体内排出时，经过的最后一段路程就是直肠。直肠是自肛缘起向上15cm的一段大肠。人们是否能顺利排便，直肠起了很大作用。经科学研究表明，当直肠肌与直肠形成的肛肠角度越大、直肠越直时，排便越顺畅。当人们采用坐姿时，肛肠角度约为80到90度；然而当人们采用蹲姿时，肛肠角度可以达到约100到110度。可见，在使用马桶时采用通常的坐姿并不利于顺畅排便，但是蹲姿时间久了会对膝盖造成一定损伤。

肛肠角度可以由人体大腿水平线的夹角体现，因此可以通过实时检测人体大腿与水平线之间的夹角获得肛肠角度来判断人们是否正确使用了马桶。

图1示出本公开示例性实施例中一种马桶坐姿矫正系统的示意图，如图1所示，该系统100包括：传感器系统110、主控制系统120和升降系统130。

其中传感器系统110用于感测并计算使用者的大腿与水平线之间的夹角。主控制系统120用于根据大腿与水平线之间的夹角生成升降指令。升降系统130用于根据升降指令进行升降操作。

传感器系统110、升降系统130与主控制系统120之间通过有线或无线的方式进行信号的发送与接收，传感器系统110采集数据并发送给主控制系统120，主控制系统120根据采集的数据计算得到大腿与水平线的夹角α，进而判断使用者是否正确使用马桶。如果不正确就生成相应的升降指令(比如上升还是下降)，并发送给升降系统130，升降系统130根据升降指令进行升高或是下降的动作改变小腿位置，以对使用者的坐姿进行矫正，从而改变大腿与水平线之间的夹角，以增大肛肠角度，这样就能使人们在马桶上坐着的同时也能有蹲着的效果，既能省力避免膝盖劳损，也能使直肠达到拉直的状态达到顺畅排便的目的。

图2示出本公开一示例性实施例中马桶坐姿矫正系统的结构示意图，如图2所示，除了包括马桶主体001、马桶座圈002和马桶盖003以外，还包括马桶坐姿矫正系统的主要组成部分，即传感器系统110、主控制系统120和升降系统130。

如图2所示，传感器系统110设置在马桶座圈002以及马桶盖003上，主控制系统120设置在马桶主体001的后侧，升降系统130设置在马桶主体001的前方，使用者可以将双脚置于该升降系统130上，并通过升降系统130改变使用者小腿的位置。

在本公开的一种示例性实施例中，传感器系统110包括：至少四个内嵌在马桶座圈002上的距离传感器111和至少四个内嵌于马桶座圈002上的压力传感器112，距离传感器111分别用于感测使用者的大腿到距离传感器的距离，压力传感器112分别用于感测使用者使用马桶时对马桶座圈002的压力。例如，本实施例中的距离传感器可以为红外距离传感器，通过发射红外线来获得距离。

在本公开的一种示例性实施例中，传感器系统包括第一距离传感器、第二距离传感器、第三距离传感器和第四距离传感器，第一距离传感器与第三距离传感器相对于马桶座圈的中线对称，第二距离传感器与第四距离传感器相对于马桶座圈的中线对称，且第一距离传感器与第三距离传感器位于马桶座圈靠近外边缘的位置，第二距离传感器与第四距离传感器位于马桶座圈靠近内边缘的位置，分布示意如图2所示。通过4个距离传感器测量左腿前侧、右腿前侧、左腿后侧和右腿后侧到马桶座圈的距离，分别记为h1l，h1r，h2l和h2r，再求平均值，即：

图3示出大腿与水平线之间的夹角的示意图。如图3所示，h1为第一距离传感器和第三距离传感器到使用者的大腿的距离的平均值，也就是大腿前侧到马桶座圈的平均距离，h2为第二距离传感器和第四距离传感器到使用者的大腿的距离的平均值，也就是大腿后侧到马桶座圈的平均距离，α为大腿与水平线之间的夹角，l为第一距离传感器到第二距离传感器之间的距离。

假设图3中oa部分距离为x，则有计算得到大腿与水平线夹角的正切值因此根据大腿前后不同位置到距离传感器的距离以及距离传感器前后的距离计算得到大腿与水平线之间的夹角，公式为

在本公开的一种示例性实施例中，主控制系统120用于比较大腿与水平线之间的夹角α与预设夹角阈值的大小，并根据比较结果生成升降指令，具体包括：

当α＜δα1时，说明当前使用者的坐姿不正确，需要进行矫正，主控制系统生成上升指令，上升指令用于控制升降系统进行上升操作，使小腿抬升以增大大腿与水平线的夹角；

当δα1≤α≤δα2时，说明当前使用者的坐姿正确，不需要进行矫正，主控制系统不生成指令或生成空指令，空指令用于控制升降系统不进行任何升降操作；

当α＞δα2时，说明当前使用者的坐姿不正确，需要进行矫正，主控制系统生成下降指令，下降指令用于控制升降系统进行下降操作，使小腿下降以减小大腿与水平线的夹角；

其中δα1为预设夹角阈值中的下限阈值，δα2为预设夹角阈值中的上限阈值。

通过主控制系统调整升降系统，对使用者不正确的坐姿予以调整，以增大肛肠角度，既能省力避免膝盖劳损，又能使直肠达到拉直的状态达到顺畅排便的目的。

如图2所示，在本公开的一种示例性实施例中，升降系统设置在马桶前方的下部，并按照升降指令执行相应的升降操作，以改变小腿的位置，进而调整大腿与水平线的夹角，矫正使用者的坐姿。

如果使用者的坐姿正确，则其对马桶座圈各处的压力必然会不均匀，因此可以通过压力传感器采集的压力值进一步对使用者是否正确使用马桶进行评估。

如图2所示，在本公开的一种示例性实施例中，传感器系统110包括6个内嵌于马桶座圈上的压力传感器，其中3个测量左腿压力值，3个测量右腿压力值，并将感测的各压力值发送给主控制系统，主控制系统根据各压力值与预设压力阈值进行比较，如果各压力值不符合预设条件或者各压力值与预设压力阈值的比较结果不符合预设条件则生成升降指令。测量之后得到的左腿从前侧向后侧的压力值分别为p1l，p2l和p3l，右腿从前侧向后侧的压力值分别为p1r，p2r和p3r，再分别计算平均值为：

当马桶被正确使用时，使用者的大腿应该是如图2所示向上倾斜。那么，依次地，从最左端的两个压力传感器的平均值p1到最右端的两个压力传感器的平均值p3是依次加大的，即

p1＜p2＜p3

而且，p3应远大于p1，即

p3>>p1

而当马桶没有被正确使用时，大腿并没有向上倾斜，3个压力值基本相等，那么

p1＜p3＜p1+δp

其中，δp为预设压力阈值。

如图2所示，在本公开的一种示例性实施例中，传感器系统110还包括设置在马桶盖003上的红外感应器，用于实时检测是否有人进入马桶间将要使用马桶，并把检测的结果反馈给主控制系统。

在本公开的一种示例性实施例中，升降系统还包括重力传感器，用于感测升降系统上的压力，并将重力传感器感测的重力值发送给主控制系统。主控制系统比较重力值g与预设重力值δg，如果重力值不大于预设重力值，即g≤δg时，则升降系统不进行升降操作；如果重力值大于预设重力值，即g＞δg时，则升降系统根据主控制系统发送来的升降指令来进行升降操作。

综上所述，本实施例提供的马桶坐姿矫正系统通过传感器系统测量结果计算得到使用者大腿与水平向的夹角，进而对使用者是否正确使用马桶的坐姿进行判断，如果坐姿不正确则通过主控制系统向升降系统发送升降指令来调整升降系统的升降动作，对使用者的坐姿进行矫正，从而改变大腿与水平线之间的夹角，以增大肛肠角度，使人们在马桶上坐着的同时也能有蹲着的效果，既能省力避免膝盖劳损，也能使直肠达到拉直的状态达到顺畅排便的目的，有利于人体健康。

图4还示出本公开另一实施例中提供的一种马桶坐姿矫正系统的示意图，除了包括传感器系统110、主控制系统120和升降系统130以外，还包括语音系统140。

传感器系统110、主控制系统120和升降系统130的结构以及功能均同上述实施例，此处不再赘述。

本实施例中的语音系统140根据主控制系统120发送来的语音控制指令发出相应的提示语音，用以提示使用者。例如，当检测到有人使用马桶，即p3>0时，如果主控制系统判断g≤δg，则说明使用者没有按照要求将脚踩在升降系统上，就通过语音系统提示使用者将脚踩在升降系统上。

在本公开的一种示例性实施例中，该马桶坐姿矫正系统还包括计时器(图4中未示出)，用于当压力传感器感测的压力值p3大于0时开始计时得到使用时间，并将使用时间发送给主控制系统。如果使用时间超过预设时长，则主控制系统发送语音控制指令给语音系统，也通过语音系统140提示使用者使用马桶时间较长，可能会对身体健康带来不利影响。

需要说明的是，本实施例中的语音系统可以镶嵌于马桶内部，用于接收主控制系统发来的提示信息，提醒马桶使用者进行相应动作。

本实施例的马桶坐姿矫正系统可以实现同上述实施例相同的技术效果，此处不再赘述，并进一步通过语音系统给使用者发出语音提示，使得使用者能够正确使用马桶。

图5还示出本公开另一实施例提供的一种马桶坐姿矫正方法的流程图，通过图2所示的结构采用该方法来矫正使用者坐姿。

如图5所示，在步骤s10中，接收使用者的大腿与水平线之间的夹角。其中该夹角是根据传感器系统测量的距离传感器到大腿的距离进行计算得到的，具体的测量以及计算参见上述实施例描述，此处不再赘述。

如图5所示，在步骤s20中，根据大腿与水平线之间的夹角生成升降指令。通过比较大腿与水平线之间的夹角与预设夹角阈值生成升降指令也参见上述实施例描述，此处不再赘述。

如图5所示，在步骤s30中，将升降指令发送给升降系统，控制升降系统进行升降操作。通过升降系统改变小腿的位置，进而调整大腿与水平线的夹角，矫正使用者的坐姿。

图6示出矫正过程的流程图，如图6所示，首先初始化，实时检测是否有人靠近马桶，如果有人靠近马桶，则继续检测使用者使用马桶时对马桶座圈的压力，如果没有人靠近马桶，则持续进行检测。如果有人，则进一步判断使用者对马桶座圈的压力值是否大于0，当检测使用者使用马桶时对马桶座圈的压力值大于0时，开始计时得到使用时间，如果使用时间超过预设时长，则发出相应的语音提示。对使用者使用的时间开始计时之后还进一步比较重力值g与预设重力值δg，如果重力值g不大于预设重力值δg，则升降系统不进行升降操作，并发出相应的提示语音，提醒使用者踩到升降系统上；如果重力值g大于预设重力值δg，则升降系统根据升降指令来进行升降操作。

升降指令需要根据计算的大腿与水平线的夹角与预设夹角阈值的比较结果来确定该如何操作，如下：

当α＜δα1时，说明当前使用者的坐姿不正确，需要进行矫正，主控制系统生成上升指令，上升指令用于控制升降系统进行上升操作，也就是抬升升降系统，使小腿抬升以增大大腿与水平线的夹角；当δα1≤α≤δα2时，说明当前使用者的坐姿正确，不需要进行矫正，主控制系统不生成指令或生成空指令，空指令用于控制升降系统不进行任何升降操作；当α＞δα2时，说明当前使用者的坐姿不正确，需要进行矫正，主控制系统生成下降指令，下降指令用于控制升降系统进行下降操作，也就是下降升降系统，使小腿下降以减小大腿与水平线的夹角。

综上所述，本实施例提供的马桶坐姿矫正方法通过传感器系统测量结果计算得到使用者大腿与水平向的夹角，进而对使用者是否正确使用马桶的坐姿进行判断，如果坐姿不正确则通过主控制系统向升降系统发送升降指令来调整升降系统的升降动作，对使用者的坐姿进行矫正，从而改变大腿与水平线之间的夹角，以增大肛肠角度，使人们在马桶上坐着的同时也能有蹲着的效果，既能省力避免膝盖劳损，也能使直肠达到拉直的状态达到顺畅排便的目的，有利于人体健康。

此外，上述马桶坐姿矫正方法中各步骤的具体细节已经在对应的马桶坐姿矫正系统中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。而且，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。