坐姿校正装置及其校正方法与流程

本发明涉及智能设备领域，尤其涉及一种坐姿校正装置及坐姿校正装置的校正方法。

背景技术：

儿童近视低龄化的状况越来越严重，现有的近视防御手段一般是利用防近视笔，防近视笔一般包括有笔帽、笔杆、握笔套、笔头和笔头盖，笔杆中动态安装有带红外收发探头的电路板、动作机构和电池，其主要功能是在笔杆内安装有红外收发机构，并通过其检测到从书写者脸部反射回的信号，控制笔芯上端部是否被止推挡杆顶着，若脸太靠近笔杆，电路驱动止推挡杆解除对笔芯的顶触，笔芯一旦书写受压即会回缩，无法使用，达到保护眼睛目的。然而这种防近视笔不仅成本大，且较重的防近视笔也会影响到正常的使用体验，会大大妨碍书写，而且是儿童使用情况下。

技术实现要素：

本发明的第一目的是提供一种智能防近视的坐姿校正装置。

本发明的第二目的是提供一种智能防近视的坐姿校正装置的校正方法。

为了实现本发明的第一目的，本发明的提供一种坐姿校正装置，包括控制单元、红外检测装置和提醒单元，红外检测装置包括壳体，在壳体上设置有红外传感器和水平旋转装置，红外传感器设置在水平旋转装置上并可随水平旋转装置在水平方向上转动，红外传感器朝上地发射红外检测信号，红外传感器向控制单元输出反馈信号，控制单元向提醒单元输出提醒信号。

由上述方案可见，通过水平方向进行扫描的红外传感器，并利用红外传感器探测人体头部的位置，可获知人体头部距离红外传感器的距离，还可以获知相关的角度，最后通过计算便可得出人体头部的高度，即可实时监控坐姿和阅读距离，当过低的阅读距离时，则会通过提醒告知阅读者，继而实现智能防近视和坐姿校正。

更进一步的方案是，红外检测装置的数量为两个或两个以上；两个红外检测装置呈间距布置，两个红外传感器均朝向同一探测区域发射红外检测信号。

由上可见，通过两个或两个以上的红外检测装置，不仅能够提高水平扫描效率，且也能够提高高度的检测精度。

更进一步的方案是，壳体内设置有容纳腔，红外传感器和水平旋转装置均设置在容纳腔内；壳体的外壁设置有透镜，红外检测信号可穿过透镜。

由上可见，内置转动传感器的设计，从外观上无法察觉，不会影响学习，不会转移小朋友的注意力，且亦可保护传感器。

更进一步的方案是，坐姿校正装置还包括桌垫，红外检测装置设置在桌垫的边缘上；桌垫上设置有位置获取装置，位置获取装置用于获取桌垫位于水平面上的位置信息，位置获取装置向控制单元输出位置信号。

由上可见，位置获取装置能够获取用户的大概位置，使得红外检测装置能够直接转动该位置开始进行扫描探测，继而提高探测效率，同时亦可避免错误探测，提高探测进度。

更进一步的方案是，桌垫设置有恒温器。

由上可见，恒温器可为桌垫加热，提高用户体验感。

更进一步的方案是，位置获取装置设置有多根平行布置的经线和多根平行布置的纬线，经线和纬线呈交错布置，位置获取装置还在经线和纬线之间布置有绝缘层，绝缘层在经线和纬线的交点处开设有通孔。

更进一步的方案是，经线、纬线和绝缘层均设置在桌垫内。

由上可见，通过经线和纬线的网状布置，使得位置获取装置实时获取手部的按压桌垫的具体位置，通过该位置能够加入到高度计算的参数中，这种位置获取方式准确率高，有效提高红外检测装置对于阅读距离的精准探测。

更进一步的方案是，两个或两个以上的红外检测装置分别设置在桌垫的左侧和右侧。

由上可见，左右的红外检测装置能够良好地对头部活动范围进行覆盖，故不会影响用户的正常使用体验感。

为了实现本发明的第二目的，本发明的提供一种坐姿校正装置的校正方法，坐姿校正装置采用上述方案中的坐姿校正装置；

校正方法包括：

水平转动装置带动红外传感器沿水平方向转动；

红外传感器朝向探测区域发射红外检测信号，并可接收到反馈信号；

反馈信号包括距离信息和角度信息，控制单元根据反馈信号计算得出待测物的竖直高度；

控制单元判断竖直高度是否低于预设阈值，如竖直高度低于预设阈值，则控制单元控制提醒单元发出提醒信息。

为了实现本发明的第二目的，本发明的提供一种坐姿校正装置的校正方法，坐姿校正装置采用上述方案中的坐姿校正装置；

校正方法包括：

位置获取装置获取桌垫的受压处的位置信息，位置获取装置向控制单元输出位置信号；

控制单元根据位置信号控制水平转动装置转动，继而带动红外传感器沿水平方向转动；

红外传感器朝向探测区域发射红外检测信号，并可接收到反馈信号；

反馈信号包括距离信息和角度信息，控制单元根据反馈信号和位置信号计算得出待测物的竖直高度；

控制单元判断竖直高度是否低于预设阈值，如竖直高度低于预设阈值，则控制单元控制提醒单元发出提醒信息。

由上述方案可见，先可通过桌垫的位置获取装置或者人体手部位置，且通过水平方向进行扫描的红外传感器，并利用红外传感器探测人体头部的位置，可获知人体头部距离红外传感器的距离，还可以获知相关的角度，最后通过计算便可得出人体头部的高度，即可实时监控坐姿和阅读距离，当过低的阅读距离时，则会通过提醒告知阅读者，继而实现智能防近视和坐姿校正。

附图说明

图1是本发明坐姿校正装置实施例的结构图。

图2是本发明坐姿校正装置实施例的第一探测原理图。

图3是本发明坐姿校正装置实施例的位置获取装置的局部结构图。

图4是本发明坐姿校正装置实施例的位置获取装置的剖视图。

图5是本发明坐姿校正装置实施例的系统框图。

图6是本发明坐姿校正装置实施例的第二探测原理图。

图7是本发明坐姿校正装置实施例的第一探测波形图。

图8是本发明坐姿校正装置实施例的第二探测波形图。

图9是本发明坐姿校正装置实施例的第一使用状态图。

图10是本发明坐姿校正装置实施例的第二使用状态图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参照图1、图2和图3，坐姿校正装置包括桌垫1、控制单元41、两个红外检测装置A、B和提醒单元42。桌垫1上设置有位置获取装置和恒温器，恒温器可采用加热丝等常用的加热器，继而可实现对桌垫1的加热。

参照图4，位置获取装置包括上包裹层14、纬线层、绝缘层、经线层和下包裹层15，经线层设置有多根平行布置的经线11，纬线层设置有多根平行布置的纬线12，经线11和纬线12呈交错布置，绝缘层13在经线11和纬线12之间，绝缘层13在经线11和纬线12的交点处开设有通孔131，上包裹层14和下包裹层15对纬线层、绝缘层、经线层进行包裹保护并位于桌垫1。在桌垫被按压时，按压位置会落在某个通孔131或某几个通孔131处，由于受压，故经线11和纬线12将会在通孔131靠近并电连接，故可根据获取哪根或哪几根经线11或纬线12导通，则能够获取交点处的水平位置信息。继而，位置获取装置能够将位置信号(X，Y)发送至控制单元41，当然位置信息是可以包含多个位置的。另外，本实施例中的位置获取装置是采用经纬线的方式获取，位置获取装置还可以采用多点布置的平面电容或平面红外扫描亦可能够获取桌垫的水平位置的位置信息。

红外检测装置A和B是相同的，故以红外检测装置A为例进行说明，红外检测装置A包括壳体，壳体内设置有容纳腔，在容纳腔内设置有红外传感器和水平旋转装置，壳体的外壁设置有深色透镜，红外检测信号可穿过透镜。红外传感器设置在水平旋转装置上并可随水平旋转装置在水平方向上转动，红外传感器朝上地发射红外检测信号，并且两个红外检测装置A、B分别设置在桌垫1的左侧和右侧，且朝向同一探测区域发射红外检测信号。水平旋转装置可采用步进旋转电机带动旋转，角度传感器和红外传感器组合成一套模组，其能够利用红外线获取距离信号和红外线的发射角度。

参照图5并结合图9和图10，下面对坐姿校正装置的校正方法进行说明。

坐姿校正装置的校正方法包括：

用户在桌垫上进行书写或阅读是，手或手臂会按压在桌垫上，故位置获取装置获取桌垫1的受压处的位置信息，由于一般是会有左手臂和右手臂，如图2，故会获取X点和Y点的位置信号，位置获取装置向控制单元41输出位置信号；

由于知道手臂的位置，故用户的头部一般会在X点和Y点之间，故控制单元41根据位置信号控制水平转动装置转动，继而带动红外传感器沿水平方向转动，使红外传感器向X点和Y点之间的探测区域进行扫描，这样便大大提高扫描检测效率；

红外传感器朝向探测区域发射红外检测信号，并可接收到反馈信号，发射时具有发射仰角，红外检测信号是斜向上地进行发射。

而反馈信号包括头部距离传感器的距离信息和角度信息，且两个手臂的位置信号可通过估算头部位置，故可将反馈信号、距离信息和角度信息作为参数，继而控制单元41根据反馈信号和位置信号计算得出待测物的竖直高度，即可计算得出头部距离桌垫的高度；

控制单元41判断竖直高度是否低于预设阈值，如竖直高度低于预设阈值，如图10所示，表示阅读距离过低，则控制单元41控制提醒单元42发出提醒信息，提醒单元42可包括发声模块、灯光模块等，而图9则表示阅读距离为正常状态。

参照图6，当然不采用位置获取装置时，或用户没有将手按压到桌垫时，红外检测装置A和B则可采用水平旋转扫描的方式获取用户头部的位置，红外检测装置A可由左至右地进行扫描，红外检测装置B可由右至左地进行扫描，当用户处于J位置处，则如图7显示反馈波形图，故能够精确获知用户的头部是位于J处，当用户处于K位置处，则如图8显示反馈波形图，故能够精确获知用户的头部是位于K处，继而也是可根据距离信息和角度信息计算得出待测物的竖直高度，继而实时监测坐姿状态。

由上可见，先可通过桌垫的位置获取装置或者人体手部位置，且通过水平方向进行扫描的红外传感器，并利用红外传感器探测人体头部的位置，可获知人体头部距离红外传感器的距离，还可以获知相关的角度，最后通过计算便可得出人体头部的高度，即可实时监控坐姿和阅读距离，当过低的阅读距离时，则会通过提醒告知阅读者，继而实现智能防近视和坐姿校正。