基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫的制作方法

本实用新型属于儿童学习桌椅应用设备领域，涉及托肘垫，尤其涉及一种基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫。

背景技术：

目前，市场上智能儿童学习桌，多数以关注坐姿、视力矫正为主，对儿童健康状况其他方面忽略。虽然儿童学习时坐姿符合要求，但儿童学习时因为题目太难产生焦虑状况，或学习时离位玩耍或玩刺激游戏，父母却无从知晓；根据相关医学研究，心率异常产生原因，也有当儿童心里焦虑状况，或学习时离位玩耍运动或玩刺激游戏时，其身体心率、脉搏等会产生较大变化。从心率异常产生原因，有可能消化不良引起，父母可以改善伙食改为对儿童消化吸收菜谱。也还有可能晚上睡眠质量不好足引起。因此，父母如何从一个侧面了成长过程特别在学习时间段，儿童身心状况，将是人工智能技术导入学习桌时代的研发课题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述的儿童学习设备缺乏对儿童生长发育的辅助监测功能的技术问题，提出一种设计合理、结构简单且能够有效帮助家长获悉儿童心率信息的基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为，本实用新型提供一种基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫，包括托肘垫本体，所述托肘垫本体的底部设置有心率监测组件，所述心率监测组件通信连通有手机app，所述心率监测组件包括均匀分布在托肘垫本体底部的心率检测传感器以及设置在托肘垫本体中部的控制盒，所述控制盒内设置有与心率检测传感器连接的单片机以及无线传输模块，所述心率监测组件通过无线传输模块与手机app通信连接，所述单片机与无线传输模块信号连接，所述控制盒内还设置有电源，所述电源与单片机电性连接。

作为优选，所述心率检测传感器为光电反射式模拟传感器。

作为优选，所述托肘垫本体上均匀分布有球面凹槽，所述心率检测传感器设置在球面凹槽的下方。

作为优选，所述心率检测传感器的波长为515～700nm。

作为优选，还包括与单片机连通的人体红外感应模块。

作为优选，所述托肘垫本体包括左右设置的左托肘垫和右托肘垫。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于，

本实用新型提供一种基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫，利用人体生物特征如心率、脉搏，运用人工智能技术，实现儿童学习期间双臂自然放在学习桌托肘垫上，父母通过智能手机安装本实用新型app关注到儿童学习期间心率、脉搏是否正常，也监测到儿童学习时是否离位及离位次数、情绪状况、是否感冒等疾状。从心率异常产生原因之一，有可能消化不良，如果吃了辛辣油腻的食物，父母可以改善伙食改为对儿童消化吸收菜谱。从心率异常产生原因之二，有可能作息规律不正常，睡眠不充足引起。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1提供的基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫的结构示意图；

图2为实施例1提供的基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫的爆炸图；

图3为实施例1提供的基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫的工作原理图；

以上各图中，1、托肘垫本体；11、左托肘垫；12、右托肘垫；13、球面凹槽；2、心率检测传感器；3、控制盒；4、单片机；5、无线传输模块；6、电源。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1，如图1～图2所示，本实施旨在帮助家长更为方便的了解孩子的生理特征，为儿童的健康成长提供一定的帮助，为此，本实施例提供的基于物联网检测儿童健康的学习桌托肘垫，包括托肘垫本体1以及托肘垫本体1的底部设置有心率监测组件，在本实施例中，将托肘垫与心率监测进行组合主要是考虑到孩子在使用学习桌时，人体必然会长时间的接触托肘垫，而通过托肘垫的长时间的监测，才能够发现问题且不会影响儿童做其他的工作，为此，在本实施例中，采用将托肘垫和心率监测进行结合。

为了准确的将监测信息传递给家长，在本实施例中，心率监测组件通信连通有手机app，具体的说，心率监测组件先传递到云服务器，然后经云服务器传递到家长的手机app，这样，就能够帮助家长准确的获知，关于心率方便的手机app的编程，属于现有成熟技术，故在本实施例中，不加详细描述。

为了实现心率的准确检查，在本实施例中，心率监测组件包括均匀分布在托肘垫本体1底部的心率检测传感器2以及设置在托肘垫本体1中部的控制盒3，心率检测传感器2为光电反射式模拟传感器，主要包括输入电源6正负端、输出信号端、led发光二极管、光电变换器；光电变换器即为光电倍增管，其包括光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统、阳极。光电倍增器是把微弱的输入转换为电子，并使电子获得倍增的电真空器件。当光信号强度发生变化时，阴极发射的光电子数目相应变化，由于各倍增极的倍增因子基本上保持常数，所以阳极电流亦随光信号的变化而变化，此即光电倍增管的简单工作过程。

由于需要感知光信号强度的变化，为了使心率检测传感器2能够更好的感知，在本实施例中，在托肘垫本体1上均匀分布有球面凹槽13，心率检测传感器2设置在球面凹槽13的下方，这样，利用球面凹槽13降低整个托肘垫本体1在此处的厚度，从而方便感知到人体的信号，同样，在本实施例中，心率检测传感器2的led发光二极管的波长选用515～700nm的。这样，led发光二极管发光，波长在515～700nm的光波透过球面凹槽13处照射到双手或双肘处，皮肤内血氧浓度因呼吸频率变化而产生微弱变化，通过光电变换器即光电倍增管中光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统到阳极输出模拟电平信息。

为了接收心率检测传感器2的信号，在本实施例中，在控制盒3内设置有与心率检测传感器2连接的单片机4以及无线传输模块5，单片机4为arduino单片机4，其包括芯片、电源6输入正负端、无线传输模块5连接端、信号输入端1～n、充电端口；其中，信号输入端1～n与心率检测传感器2对应输出信号端1～n电性连接；其中，单片机4电源6输入一端与人体红外感应模块输出公共端连接，电池对人体红外感应模块供电，其中电源6端与人体红外感应模块输出常开端连接。

无线传输模块5包括蓝牙传输模块、wifi传输模块、移动通信模块中一种，经过实验对比，蓝牙传输模块启动时间在10s左右，传输距离在10m左右，wifi传输模块的传输距离在50m左右，启动时间在3s左右，移动通信模块启动时间几秒左右，传输距离长，选优移动通信模块。这样，心率监测组件通过无线传输模块5与手机app通信连接，单片机4与无线传输模块5信号连接，控制盒3内还设置有电源6，电源6与单片机4电性连接。在本实施例中，电源6为可充电电池。

为了在无人的情况下，整个心率检测系统处于待机状态，在本实施例中，还包括与单片机4连通的人体红外感应模块。人体红外感应模块可以设置在托肘垫上，也可以设置再其他位置，在本实施例中，为设置在托肘垫本体1上，这样，儿童在学习桌前处于学习状态，人体红外感应模块红外感应头获得红外信息，导通电源6对心率检测功能模块供电，启动无线传输模块5、心率检测传感器2及单片机4工作。

为了提高整个托肘垫本体1的使用寿命，托肘垫本体1包括左右设置的左托肘垫11和右托肘垫12。在本实施例中，将整体式的托肘垫分为两部分，主要有两点考虑：1、部件的方便更换，现有的整体式一旦出现损坏，就需要整体更换，这样，更换成本大；2、将其分成两部分，更容易对结构进行加强，进而达到提高使用寿命的目的。在本实施例中，为了使左右两个托肘垫能够在使用时，形成一个整体式的结构设计，为此，在本实施例中，在左托肘垫11靠近右托肘垫12的一端设置有固定凸起，在右托肘垫12相应的位置处设置有固定凹槽，这样，将固定凸起插入到固定凹槽内，使左托肘垫11和右托肘垫12形成整体的结构，同时，也能够分散一定的力，进而提高使用寿命。

由于托肘垫本体1的分开，在本实施例中，控制器也分为三部分设置，分别固定在左托肘垫11和右托肘垫12的框盒，框盒的截面呈u字型设置，这样，就能组合完成密封，同时，在底部设置密封板，完成整个控制盒3的密封。

通过上述的设置，儿童在学习桌前处于学习状态，人体红外感应模块红外感应头获得红外信息，导通电源6对心率检测功能模块供电，启动无线传输模块5、心率检测传感器2及单片机4工作。当儿童双手或双肘托于左托肘垫11、右托肘垫12面上时，分布粘贴于左托肘垫11、右托肘垫12背面凹圆处1～n个心率检测传感器2的发光二极管发光，波长515～700nm光波透过左托肘垫11、右托肘垫12背面凹圆处照射到双手或双肘处，皮肤内血氧浓度因呼吸频率变化而产生微弱变化，通过光电变换器即光电倍增管中光电阴极、电子光学输入系统、电子倍增系统到阳极输出模拟电平信息到单片机4芯片，经单片机4内设置程序转换为信息输出，信息通过无线传输模块5传记输到智能手机本实用新型app，父母便清楚看清儿童心率正常与否；

当儿童短时间内离位时，双手或双肘处离开托肘垫，心率检测传感器2无法检测脉膊信息，传输出来心率信号为水平线，信息通过无线传输模块5传记输到智能手机本实用新型app，父母便清楚儿童离位，待恢复传输脉膊信息时间差，便是儿童离位时间。当儿童离位时间长，人体红外感应模块红外感应头获得红外信息消失，心率检测功能模块供电中断，通过无线传输模块5传记输到智能手机本实用新型app信息也中断，父母便清楚儿童离开学习位置，可判断完成学习时间，即可能完成作业。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。