自警式坐姿矫正椅的制作方法

1.本实用新型涉及座椅技术领域，具体涉及一种自警式坐姿矫正椅。


背景技术：

2.现在很多的年轻人以及学生大部分工作和学习的时间都是坐在桌子前，其中不少人坐到凳子上就自然而然地弯着背，在书写阅读过程中，习惯性的把身体凑到离桌面过近的地方，或者出现斜身、翘腿等不雅不良坐姿。日子久了形成习惯，不但影响个人形象，而且由于长时间坐姿的不正确，很容易造成驼背、近视眼等身体问题，甚至还会诱发腰/颈椎疾病。近年来，腰椎疼痛、腰骨酸痛、腰椎间盘突出、臀部及肩部的肌肉酸痛已成为坐姿办公一族的常见疾病。
3.因此如何解决坐姿问题一直是个极富挑战性的设计课题。长期以来，国内外医学界、座椅设计者和人体工程学研究者一直致力于新型座椅的设计和研究。坐姿矫正椅，专门为长时间坐立的人设计，为办公人员、学生提供最佳的坐姿环境。以“让脊柱自主直立”为设计理念，让用户能够在就座的时候保持正确的脊椎姿式。
4.但是目前大多矫正椅是依靠固定上身来矫正坐姿，采用约束身体的方式，这无疑增加了身体的疲劳度，不能让身体自然处于矫正状态；而且这些矫正椅要么是让人起立不方便，操作繁琐，要么就是器件太多，结构复杂，成本较高。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种灵敏度高、使用方便、能及时提醒人们注意坐姿的自警式坐姿矫正椅。本实用新型的自警式坐姿矫正椅通过在坐板上设置压力传感器以及在靠背上设置距离传感器，对使用者的坐姿进行实时监测，当坐姿不正确时，发出声音提示人们及时矫正，有助于形成良好的坐姿习惯，同时保护了脊柱和腰背部的健康。
6.本实用新型的技术方案：自警式坐姿矫正椅，包括坐板、靠背、底座和监测报警系统；所述底座上固定有支撑杆，所述坐板和靠背均与支撑杆相连；所述监测报警系统包括为系统供电的电源模块和单片机，所述单片机的输出端连接有语音模块，输入端连接有压力传感器和距离传感器；所述坐板包括上层和下层，所述上层和下层的中心通过铰链连接；所述压力传感器的数量为两个，分别设于铰链的左右两侧位置，用于检测两侧的压力；所述距离传感器的数量为两个，分别设于靠背的上端和下端，用于检测背部与靠背之间的距离。
7.与现有技术相比，本实用新型的自警式坐姿矫正椅灵敏度高、使用方便、能及时提醒人们注意坐姿；当使用者坐在矫正椅上时，坐板上的压力传感器对两边的压力进行实时监测，并发送至单片机，检测使用者的坐姿是否倾斜（若检测到两边的压力差不处于设定的范围值内时，则表示使用者坐姿倾斜）；在靠背上设置距离传感器，对使用者背部到靠背的距离进行实时监测，并发送至单片机，检测使用者的坐姿是否弓背（若检测到两个距离传感器的距离差不处于设定的范围值内时，则表示使用者坐姿弓背）；当检测到人体坐姿不正确时（倾斜或弓背），单片机控制语音模块发出声音进行提示，提醒人们及时矫正坐姿，从而有
助于人们形成良好的坐姿习惯，同时还可以保护他们脊柱和腰背部的健康。
8.作为优化，所述坐板的左右两侧均固定有扶手，其中一个扶手上设有显示屏和按键模块，所述显示屏和按键模块均与单片机电性连接。扶手的设计使得手感好，而且对于老人和小孩而言都更安全；显示屏可用于人机交互，供使用者看到检测到的压力数据和距离数据，显示更加直观；按键模块可用于启动矫正椅，以及调节压力差、距离差的有效范围值。
9.作为优化，每个所述压力传感器上均设有减震弹簧。减震弹簧用于在人们坐到坐板上时减小震动，使得测量更加准确，而且还可以减少压力传感器的受损，增加了其使用寿命。
10.作为优化，所述坐板通过坐板支架与支撑杆相连；所述坐板支架设置于支撑杆的下部，且可沿支撑杆的轴向方向滑动，所述坐板支架与支撑杆之间设有限制坐板支架滑动的第一限位装置。进一步的，所述坐板支架包括与支撑杆相连的连接杆和与坐板相连的调节杆，所述调节杆套设于连接杆外，且可沿连接杆的轴向方向滑动，且所述连接杆与调节杆之间设有限制调节杆滑动的第二限位装置。此时，将坐板支架沿着支撑杆上下滑动即可调节坐板的高度，将调节杆沿着连接杆前后移动即可调节坐板的前后位置，操作简单，易于实施；而且通过调节坐板的位置可以提高使用舒适性，适用范围更广。
11.作为优化，所述靠背通过靠背支架与支撑杆相连；所述靠背支架设置于支撑杆的上部，且可沿支撑杆的轴向方向滑动，所述靠背支架与支撑杆之间设有限制靠背支架滑动的第三限位装置。此时，将靠背支架沿着支撑杆上下滑动即可调节靠背的高度，操作简单，易于实施；而且通过调节坐板的位置可以提高使用舒适性，适用范围更广。
12.作为优化，所述靠背为双靠背结构，且两靠背对称设置于靠背支架的左右两侧。从而，提高了矫正椅的使用舒适性。
13.作为优化，所述底座的底部设有万向轮。此时，方便移动矫正椅。
附图说明
14.图1是本实用新型的自警式坐姿矫正椅的主视图；
15.图2是本实用新型的自警式坐姿矫正椅的正面结构示意图；
16.图3是本实用新型的自警式坐姿矫正椅的反面结构示意图。
17.附图中的标记为：1
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坐板，101
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上层，102
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下层，103
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铰链；2
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靠背；3
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底座，301
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支撑杆；4
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语音模块；5
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压力传感器；6
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距离传感器；7
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扶手；8
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显示屏；9
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按键模块；10
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减震弹簧；11
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坐板支架，1101
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连接杆，1102
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调节杆；12
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第一限位装置；13
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第二限位装置；14
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靠背支架；15
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第三限位装置；16
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万向轮；17
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电池；18
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电源插座。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
19.参见图1至图3，本实用新型的自警式坐姿矫正椅，包括坐板1、靠背2、底座3和监测报警系统；所述底座3上固定有支撑杆301，所述坐板1和靠背2均与支撑杆301相连；所述监测报警系统包括为系统供电的电源模块和单片机，所述单片机的输出端连接有语音模块4（可选择tts语音模块），输入端连接有压力传感器5（可选择电阻式薄膜压力传感器）和距离
传感器6；所述坐板1包括上层101和下层102，所述上层101和下层102的中心通过铰链103连接（此时可实现两个自由度，即前后的俯仰和左右的侧倾），所述压力传感器5的数量为两个，分别设于铰链103的左右两侧位置，用于检测两侧的压力；所述距离传感器6的数量为两个，分别设于所述靠背2的上端和下端，用于检测背部与靠背2之间的距离。
20.实施例：
21.本实施例中，所述坐板1的左右两侧均固定有扶手7，其中一个扶手7上设有显示屏8和按键模块9，所述显示屏8和按键模块9均与单片机电性连接；所述按键模块9包括开关按钮、增加按钮和减少按钮；所述单片机、电源模块和语音模块4均设于扶手7的内部。长按开关按钮可进行开机或关机；短按开关按钮可用于取消语音提示，或者进行压力差、距离差的有效范围值的调节，按增加按钮增加，按减少按钮减少。矫正椅可通过电池17供电，也可通过电源线接通外部电源进行充电（扶手7上设有电源插座18）。
22.本实施例中，每个所述压力传感器5上均设有减震弹簧10。减震弹簧10用于在人们坐到坐板1上时减小震动，使得测量更加准确，而且还可以减少压力传感器5的受损，增加了其使用寿命。
23.本实施例中，所述坐板1通过坐板支架11与支撑杆301相连；所述坐板支架11设置于支撑杆301的下部，且可沿支撑杆301的轴向方向滑动，所述坐板支架11与支撑杆301之间设有限制坐板支架11滑动的第一限位装置12。进一步的，所述坐板支架11包括与支撑杆301相连的连接杆1101和与坐板1相连的调节杆1102，所述调节杆1102套设于连接杆1101外，且可沿连接杆1101的轴向方向滑动，且所述连接杆1101与调节杆1102之间设有限制调节杆1102滑动的第二限位装置13。进一步的，所述靠背2通过靠背支架14与支撑杆301相连；所述靠背支架14设置于支撑杆301的上部，且可沿支撑杆301的轴向方向滑动，所述靠背支架14与支撑杆301之间设有限制靠背支架14滑动的第三限位装置15。此时，使用者可以根据自己的身高体型将坐板1和靠背2调节到自己舒适的程度，提高使用舒适性，而且适用范围更广。
24.进一步的，所述靠背2为双靠背结构，且两靠背2对称设置于靠背支架14的左右两侧；所述底座3的底部设有万向轮16。
25.本实施例中，所述压力传感器5的数量为4个，分别位于铰链103的前、后、左、右4个位置。当检测到左右两边的压力差或者前后两边的压力差不处于设定的范围值内时，则表示使用者坐姿倾斜。
26.工作原理：
27.首先检测当使用者处于正确坐姿时的两个传感器5之间的压力差值和两个距离传感器6之间的距离差值；然后在单片机内设置好压力差、距离差的有效范围值，以及使用时间。
28.使用者将坐板1和靠背2调节到自己舒适的程度，并坐到坐板1上；长按开关按钮打开矫正椅，监测报警系统处于工作状态，两个压力传感器5感受到来自臀部的压力，对两侧的压力实时监测，并发送到单片机，单片机接收压力传感器5的监测值，并与预先设置的压力差有效范围值进行比较，若判定在有效范围内，则语音模块4不进行语音提示，若判定超出有效范围，则语音模块4进行语音提示，坐板1上的人需要及时矫正坐姿，直到压力差符合对应的有效范围值，语音模块4停止提示；同时两个距离传感器6实时监测背部与靠背2之间的距离，并发送到单片机，单片机接收距离传感器6的监测值，并与预先设置的距离差有效
范围值进行比较，若判定在有效范围内，则语音模块4不进行语音提示，若判定超出有效范围，且持续一定时间，则语音模块4进行语音提示，坐板1上的人需要及时矫正坐姿，直到距离差符合对应的有效范围值，语音模块4停止提示；当使用者长时间坐在椅子上并超过设定时间时，语音模块4进行语音提示；在收到语音提示时，也可以通过短按开关按钮取消。
29.上述对本技术中涉及的实用新型的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该实用新型技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的实用新型构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式（包括实施例）中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。