一种形体矫正器的制作方法

本实用新型涉及一种形体矫正器。

背景技术：

众所周知，青少年在发育期间长期坐姿或站姿不端正容易引起近视或陀背，影响其发育及生活。针对这一现像，市场已有背背佳，书桌夹具式。背背夹因要穿戴，不适合炎热夏天使用；而书桌夹具式则有一定的使用局限性，不方便使用。

鉴于此，为了更方便青少年用户使用，需要设计一种能智能提醒青少年用户及时调整姿势的体形矫正器。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能智能提醒青少年用户及时调整姿势的体形矫正器。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了如下技术方案：一种形体矫正器，包括：

一形体获取电路，用于获取用户的身体姿态信息；

一报警电路，用于发出报警提醒；

一主控电路，分别与所述形体获取电路及报警电路连接，所述主控电路处理分析判断所述形体获取电路所获取的身体姿态信息超过一预设偏移值一定时间时，所述主控电路控制所述报警电路发出报警以提醒客户调整姿势；

一电源电路，分别与所述形体获取电路、主控电路及报警电路连接，用于提供电源。

进一步地，所述电源电路包括一充放电子电路、一充电状态显示子电路及一电压检测子电路，所述充电状态显示子电路与所述充放电子电路连接以显示所述充放电子电路的充电状态，所述电压检测子电路分别与所述充放电子电路及主控电路连接以检测所述充放电子电路中充电电池的输出电压。

进一步地，所述主控电路包括一MCU U2，MCU U2的第一输入输出引脚与所述形体获取电路的数据输入端连接以传输控制信号，MCU U2的第二输入输出引脚与所述形体获取电路的时钟输入端连接以传输时钟信号，MCU U2的第三输入输出引脚与所述报警电路的控制输入端连接以进行报警，MCU U2的电源引脚与所述电源电路的第一电源输出端连接，MCU U2的模拟供电引脚与所述电源电路的第一电源输出端连接。

进一步地，所述形体获取电路包括陀螺仪传感器芯片U4、电容C8及电容C9，所述形体获取电路的数据输入端为陀螺仪传感器芯片U4的数据引脚，所述形体获取电路的时钟输入端为陀螺仪传感器芯片U4的时钟引脚，陀螺仪传感器芯片U4的片选引脚与所述电源电路的第二电源输出端连接，陀螺仪传感器芯片U4的数字I/O电源引脚与所述电源电路的第二电源输出端连接，陀螺仪传感器芯片U4的数字I/O电源引脚还通过电容C8接地，陀螺仪传感器芯片U4的校准滤波电容引脚通过电容C9接地，陀螺仪传感器芯片U4的地址数据引脚接地，陀螺仪传感器芯片U4的第一预存引脚空置，陀螺仪传感器芯片U4的第二预存引脚接地，陀螺仪传感器芯片U4的电源引脚与所述电源电路的第二电源输出端连接，陀螺仪传感器芯片U4的接地引脚接地。

进一步地，所述报警电路包括场效应管Q4、电阻R20及振动器，场效应管Q4的源极与所述电源电路的第一电源输出端连接，电阻R20并联在场效应管Q3的源极与栅极之间，场效应管Q4的栅极为所述报警电路的控制输入端，所述MCU U2的场效应管Q4的漏极连接振动器的正极，振动器的负极接地。

进一步地，所述充放电子电路还包括USB J1、充电芯片U1、稳压电源U3、场效应管Q3、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R2及电阻R19，USB J1的电源输出端通过电容C1接地，USB J1的电源输出端与充电芯片U1的输入电压正端连接，充电芯片U1的接地端接地，充电芯片U1的充电电流监测端通过电阻R2接地，充电芯片U1的电池正连接端通过电容C2接地，充电芯片U1的电池正连接端与所述充电电池的正极连接，所述充电电池的负极接地，所述充电电池的正极与稳压电源U3的输入端及使能端连接，稳压电源U3的接地端接地，稳压电源U3的输出端通过电容C3接地，稳压电源U3的输出端为所述第一电源输出端，所述第一电源输出端还与场效应管Q3的源极连接，电阻R19并联在场效应管Q3的源极与栅极之间，场效应管Q3的栅极与所述MCU U2的第四输入输出引脚连接，场效应管Q3的漏极为所述第二电源输出端。

进一步地，所述充电状态显示子电路包括第一发光二极管D1、第二发光二极管D2、电阻R1、电阻R4、电阻R5及电阻R9，所述USB J1的电源输出端通过电阻R1与第一发光二极管D1的正极连接，所述USB J1的电源输出端通过电阻R4与第一发光二极管D1的负极连接，第一发光二极管D1的负极与所述充电芯片U1的充电状态指示端连接，第一发光二极管D1的正极与负极之间并联电阻R5，所述充电芯片U1的充电状态指示端还与第二发光二极管D2的正极连接，第二发光二极管D2的负极通过电阻R9接地。

进一步地，所述电压检测子电路包括电阻R15及电阻R16，电阻R15的一端与所述充电电池的正极连接，电阻R15的另一端通过电阻R16接地，电阻R15的另一端还与所述MCU U2的第五输入输出引脚连接以检测所述充电电池的输出电压。

进一步地，所述MCU U2的型号为STM32F030F4P6、STM32F030C8T6、MSP430FRx或MSP432P4x；所述陀螺仪传感器芯片U4的型号为MPU6500、MPU6000、MPU6050或MPU9250。

进一步地，还包括一与所述主控电路连接的用于显示报警数据的显示电路，该显示电路包括一LCD显示屏和/或一LED状态显示电路。

本实用新型的有益技术效果是：该形体矫正器通过形体获取电路获取用户的身体姿态信息，主控电路对所获取的身体姿态信息进行处理分析判断，并根据分析结果控制报警电路发出报警提醒，如此可智能地提醒用户及时调整身体姿势，避免长时间处于不良身体姿态中，有利于用户的身体健康及发育。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的主控电路的电路图；

图3是本实用新型一实施例的形体获取电路的电路图；

图4是本实用新型一实施例的报警电路的电路图；

图5是本实用新型一实施例的电源电路中充电子电路的电路图；

图6是本实用新型一实施例的电源电路中放电子电路的电路图；

图7是本实用新型一实施例的电源电路中充电状态显示子电路的电路图；

图8是本实用新型一实施例的电源电路中电压检测子电路的电路图；

图9是本实用新型一实施例的显示电路中LCD显示屏的电路图；

图10是本实用新型一实施例的显示电路中LED状态显示电路的电路图。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合示意图对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1所示，在本实用新型中，形体矫正器包括一外壳，外壳内装置有一电路，该电路包括有一主控电路1、一形体获取电路2、一报警电路3、一电源电路4，形体获取电路2、报警电路3及电源电路4分别与主控电路连接，形体获取电路2用于获取用户的身体姿态信息；报警电路2用于发出报警提醒；主控电路1处理分析判断形体获取电路2所获取的身体姿态信息超过一预设偏移值一定时间时，主控电路1控制报警电路2发出报警以提醒客户调整姿势；电源电路4用于给各个电路提供电源。实际产品中，常采用振动或语音方式进行报警，因此报警电路3通常为一振动器或蜂鸣报警器等具有提醒或警示作用的器件。

如图1所示，在本实施例中，电源电路4包括一充放电子电路41、一充电状态显示子电路42及一电压检测子电路43，其中，充电状态显示子电路42与充放电子电路41连接以显示充放电子电路41的充电状态；电压检测子电路43分别与充放电子电路41及主控电路1连接以检测充放电子电路41中充电电池的输出电压。

优选地，形体矫正器还包括一与主控电路1连接的显示电路5，该显示电路5用于显示报警数据等，该显示电路包括一LCD显示屏51和/或一LED状态显示电路52。

如图2至图7所示，主控电路1包括一MCU U2，形体获取电路2包括陀螺仪传感器芯片U4。在本实施例中，MCU U2的型号为STM32F030F4P6，陀螺仪传感器芯片U4的型号为MPU6500。当然，在其他一些优选的实施例中，MCU U2可采用其他32位微控制器实现控制功能，如STM32F030C8T6、MSP430FRx或MSP432P4x等；陀螺仪传感器芯片U4也可采用其他陀螺仪传感器芯片，如MPU6000、MPU6050或MPU9250等。

在本实施中，该形体矫正器利用MCU U2内置计时器实现计时功能。工作时，用户可通过LCD显示屏51设置当次监控时间，如佩戴形体矫正器监控半小时或一小时等，形体矫正器在监控时间内工作，监控时间到达时，MCU U2控制报警电路3发出报警，提醒用户需要稍作休息，或者MCU U2控制形体矫正器自动关断电源以停止工作，如此有效地节省了电源，避免浪费。

另外，在本实施中，该形体矫正器还利用MCU U2内置计数器实现计数功能。工作时，MCU U2通过内置计数器累积计算当次监测时间内形体矫正器给用户发出提醒的次数，如监控半小时内提醒用户调整身体姿态10次，用户可通过LCD显示屏51和/或一LED状态显示电路52查看了解当次监测时间内形体矫正器给用户发出提醒的次数，如此有利于用户不断调整身体姿态，长时间坚持可有效帮助用户调整形体，塑造标准的形体姿态。

如图2所示的主控电路的电路图，MCU U2包括有一电源引脚(对应为引脚VDD、一模拟供电引脚(对应为引脚VDDA)一接地引脚(对应为引脚VSS)、一启动引脚(对应为引脚BOOT0)、一复位引脚(对应为引脚NRST)、一数据引脚(对应为引脚PA10_SDA)、一时钟引脚(对应为引脚PA9_SCL)、第一输入输出引脚(对应为引脚PA6)、第二输入输出引脚(对应为引脚PA5)、第三输入输出引脚(对应为引脚PB1)、第四输入输出引脚(对应为引脚PA7)、第五输入输出引脚(对应为引脚PA1)、第六输入输出引脚(对应为引脚PA0)、第七输入输出引脚(对应为引脚PA13)、第八输入输出引脚(对应为引脚PA2)、第九输入输出引脚(对应为引脚PA3)、第十输入输出引脚(对应为引脚PA4)、第十一输入输出引脚(对应为引脚PA14)、第十二输入输出引脚(对应为引脚PF0)、第十三输入输出引脚(对应为引脚PF1)，其中，MCU U2的第一输入输出引脚与形体获取电路2的数据输入端连接以传输控制信号，MCU U2的第二输入输出引脚与形体获取电路1的时钟输入端连接以传输时钟信号，MCU U2的第三输入输出引脚与报警电路3的控制输入端连接以进行报警，MCU U2的电源引脚与电源电路4的第一电源输出端(对应为3.3V的电压输出端)连接，MCU U2的模拟供电引脚与电源电路4的第一电源输出端连接，MCU U2的接地引脚接地，MCU U2的第八输入输出引脚、第九输入输出引脚、第十输入输出引脚、第十一输入输出引脚、第十二输入输出引脚及第十三输入输出引脚对应与显示电路5中的LCD显示屏的数据输入端口连接以显示相关数据。

另外，如图2所示，主控电路1中还包括一复位子电路及一开关子电路，复位子电路与MCU U2连接以实现复位功能，开关子电路与MCU U2连接以控制MCU U2等的关断。在本实施例中，复位子电路包括电阻R17及电容C7,MCU U2的启动引脚通过电阻R17接地，MCU U2的复位引脚通过电容C7接地。工作时，电容C7充电，MCU U2复位；几个毫秒后，电容C8充满，电容C7相当于开路状态，MCU U2进入工作状态。开关子电路包括开关KEY1、开关KEY2及开关KEY3，MCU U2的第六输入输出引脚通过开关KEY1与电源电路4的第一电源输出端连接，用以控制MCU U2的关断；MCU U2的复位引脚通过开关KEY2接地，用以在MCU U2发生死机时通过开关KEY2手动复位；MCU U2的第七输入输出引脚通过开关KEY3接地，用以通过MCU U2控制显示电路5中的LCD显示屏的显示模式。在本实施例中，电阻R17为4.7KΩ，电容C7为0.1uF。

如图3所示，在本实施例中，形体获取电路2包括陀螺仪传感器芯片U4、电容C8及电容C9，具体电路连接方式如图3所示，形体获取电路2的数据输入端为陀螺仪传感器芯片U4的数据引脚(对应为引脚SDA_SDI)，形体获取电路2的时钟输入端为陀螺仪传感器芯片U4的时钟引脚(对应为引脚SCL_SCLK)，陀螺仪传感器芯片U4的片选引脚(对应为引脚CS_N)与电源电路4的第二电源输出端连接，陀螺仪传感器芯片U4的数字I/O电源引脚(对应为引脚VDDIO)与电源电路4的第二电源输出端(对应为VCC的电压输出端)连接，陀螺仪传感器芯片U4的数字I/O电源引脚还通过电容C8接地，陀螺仪传感器芯片U4的校准滤波电容引脚(对应为引脚REGOUT)通过电容C9接地，陀螺仪传感器芯片U4的地址数据引脚(对应为引脚AD0)接地，陀螺仪传感器芯片U4的第一预存引脚(对应为引脚RESV1)空置，陀螺仪传感器芯片U4的第二预存引脚(对应为引脚RESV2)接地，陀螺仪传感器芯片U4的电源引脚(对应为引脚VDD)与电源电路4的第二电源输出端连接，陀螺仪传感器芯片U4的接地引脚(对应为引脚GND)接地，陀螺仪传感器芯片U4的其他引脚空置。工作时，陀螺仪传感器芯片U4可获取用户在X，Y，Z三个方向上的位移数据，通过这三个方向上的位移数据获取用户的身体姿态信息，陀螺仪传感器芯片U4将所获取的身体状态信息通过数据引脚传输给主控电路1中的MCU U2，以便MCU U2进一步处理判断；形体获取电路2通过时钟引脚与主控电路1的MCU U2进行时钟同步。在本实施例中，电容C8及电容C9均为0.1uF，均用于滤波，以使陀螺仪传感器芯片U4正常工作。

如图4所示，报警电路3包括场效应管Q4、电阻R20及振动器，其中，场效应管Q4的型号为SI2301。具体电路连接方式如图4所示，场效应管Q4的源极与电源电路4的第一电源输出端连接，电阻R20并联在场效应管Q3的源极与栅极之间，场效应管Q4的的栅极为报警电路3的控制输入端，MCU U2的场效应管Q4的漏极连接振动器的正极，振动器的负极接地。工作时，当MCU U2根据所获取的身体状态信息判断需要报警时，MCU U2给报警电路3的控制输入端输出低电平，场效应管Q4工作，振动器有电流输入从而工作振动；当MCU U2根据所获取的身体状态信息判断不需要报警时，MCU U2给报警电路3的控制输入端输出高电平，场效应管Q4关闭，振动器无电流输入，不工作。在本实施例中，电阻R20为10KΩ。

另外，充放电子电路41包括图5所示的充电子电路和图6所示的放电子电路。充电子电路包括USB J1、充电芯片U1、充电电池、电容C1、电容C2及电阻R2；放电子电路包括稳压电源U3、场效应管Q3、电容C3及电阻R19，其中，充电芯片U1的型号为IT4054，稳压电源U3采用3.3V的稳压电源，场效应管Q3的型号为SI2301。如图5所示，USB J1的电源输出端(对应引脚VBUS)通过电容C1接地，USB J1的电源输出端与充电芯片U1的输入电压正端(对应引脚VCC)连接，充电芯片U1的接地端(对应引脚GND)接地，充电芯片U1的充电电流监测端(对应引脚PROG)通过电阻R2接地，充电芯片U1的电池正连接端(对应引脚BAT)通过电容C2接地，充电芯片U1的电池正连接端与充电电池的正极连接，充电电池的负极接地。如图6所示，充电电池的正极与稳压电源U3的输入端(对应引脚IN)及使能端(对应引脚EN)连接，稳压电源U3的接地端(对应引脚GND)接地，稳压电源U3的输出端(对应引脚OUT)通过电容C3接地，稳压电源U3的输出端为第一电源输出端，第一电源输出端还与场效应管Q3的源极连接，电阻R19并联在场效应管Q3的源极与栅极之间，场效应管Q3的栅极与MCU U2的第四输入输出引脚连接，场效应管Q3的漏极为第二电源输出端。在本实施例中，电容C1为1uF，电容C2为10uF，电容C3为10uF，电阻R2为2.7KΩ，电阻R19为10KΩ。且第一电源输出端输出电源供MCU U3、报警电路3等工作使用，其电压为3.3V；第二电源输出端输出电压供陀螺仪传感器芯片U4、LCD显示屏等工作使用。

为方便充电时了解充电电池的充电状态，避免充电电池长时间充电造成损坏，电源电路4通过充电状态显示子电路42实现。如图7所示，充电状态显示子电路42包括第一发光二极管D1、第二发光二极管D2、电阻R1、电阻R4、电阻R5及电阻R9，USB J1的电源输出端通过电阻R1与第一发光二极管D1的正极连接，USB J1的电源输出端通过电阻R4与第一发光二极管D1的负极连接，第一发光二极管D1的负极与充电芯片U1的充电状态指示端(对应引脚CHRG)连接，第一发光二极管D1的正极与负极之间并联电阻R5，充电芯片U1的充电状态指示端还与第二发光二极管D2的正极连接，第二发光二极管D2的负极通过电阻R9接地。其中，第一发光二极管D1为红色发光二极管，第二发光二极管D2为绿色发光二极管，以根据不同发光颜色分辨出充电状态。充电状态时，充电芯片U1的充电状态指示端输出低电平，此时第一发光二极管D1导通，第二发光二极管D2不导通，即第一发光二极管D1亮灯，第二发光二极管D2不亮灯；充满电后，充电芯片U1的充电状态指示端输出高电平，此时第一发光二极管D1不导通，第二发光二极管D2导通，即第一发光二极管D1不亮灯，第二发光二极管D2亮灯。在本实施例中，电阻R1为2.2KΩ，电阻R4为1KΩ，电阻R5为20KΩ。

另外，为了避免仪器在低电压状态仍工作造成损坏，在本实施例中，电源电路4利用电压检测子电路43以检测电源电路4的输出电压。如图8所示，电压检测子电路43包括电阻R15及电阻R16，电阻R15的一端与充电电池的正极连接，电阻R15的另一端通过电阻R16接地，电阻R15的另一端还与MCU U2的第五输入输出引脚连接。工作时，当充电电池输出电压变低时，电阻R15与电阻R16分压发生变化，MCU U2的第五输入输出引脚检测电阻R15端的电压，若检测发现电阻R15端的电压低于一预设电压值时，MCU U2判断认为充电电池输出电压过低，有可能造成电池或仪器的损坏，此时MCU U2会自动关断电源停止工作，或者MCU U2通过控制显示电路5的LED状态显示电路52闪灯来提醒用户，然后再自动关断电源停止工作，以便保护电池及设备。在本实施中，电阻R15及电阻R16均为1MΩ。

如图9和图10所示，在本实施例中，显示电路5包括LCD显示屏51与LED状态显示电路52两种状态显示装置。如图9所示，LCD显示屏51通常采用触摸显示屏，LCD显示屏51与MCU U2连接，用户可通过LCD显示屏51进行设定监控时间或者查看报警提醒次数等操作。

如图10所示，LED状态显示电路52包括有第三发光二极管D3、第四发光二极管D4、第五发光二极管D5、第六发光二极管D6、电阻R3、电阻R6、电阻R7及电阻R8，第三发光二极管D3的正极与MCU U2的第十输入输出引脚连接，第三发光二极管D3的负极通过电阻R3接地，第四发光二极管D4的正极与MCU U2的第九输入输出引脚连接，第四发光二极管D4的负极通过电阻R6接地，第五发光二极管D5的正极与MCU U2的第八输入输出引脚连接，第五发光二极管D5的负极通过电阻R7接地，第六发光二极管D6的正极与MCU U2的第十一输入输出引脚连接，第六发光二极管D6的负极通过电阻R8接地。其中，电阻R3、电阻R6、电阻R7及电阻R8均为470Ω，第三发光二极管D3为绿色发光二极管、第四发光二极管D4为黄色发光二极管、第五发光二极管D5为蓝色发光二极管、第六发光二极管D6为红色发光二极管。工作时，MCU U2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值并利用内置计数器累积计算身体姿态信息超过一预设偏移值的次数，当MCU U2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值的次数在0-5次时，MCU U2控制第三发光二极管D3亮灯；当MCUU2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值的次数在5-10次时，MCU U2控制第四发光二极管D4亮灯，当MCUU2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值的次数10-15次时，MCUU2控制第五发光二极管D5亮灯，当MCU U2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值的次数在15-20次时，MCU U2控制第六发光二极管D6亮灯，如此，用户可大概了解本次监控时间内形体矫正器发出提醒的次数。当然，在其他实施例中，可根据实际需要设计MCU U2判断所获取身体姿态信息超过一预设偏移值的次数与亮灯方式之间的关系。

本实用新型的方案中，该形体矫正器通过形体获取电路2中的陀螺仪传感器芯片U4获取用户的身体姿态信息，通过主控电路1中MCU U2处理判断该身体姿态信息是否超过一预设偏移值，当超过一预设偏移值一定时间时，主控电路1控制报警电路3发出报警提醒。如此，可实现及时提醒用户调整身体姿态的目的。另外，该形体矫正器还具有设定监控时间的功能，用户可根据实际需要设定监控时间，使用更加方便智能。同时，用户还可以查看设定监控时间内仪器提醒调整身体姿态的次数，以便后续注意自身姿态，达到矫正身体姿态的目的。该形体矫正器功能完善，使用方便，满足用户的需求。

上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。