一种可纠正坐姿的儿童智能手表的制作方法

本实用新型涉及儿童智能手表，特别涉及一种可纠正坐姿的儿童智能手表。

背景技术：

目前，全国近视人口占全国人数的30%，其中，在校的小学生佩戴眼镜的比例为30%，而由于坐姿不正导致近视眼、脊柱弯曲的儿童人数在逐步增加，所以培养孩子正确的坐姿用合适的书写距离学习是家长应及早注意的一个问题，在现有的技术当中，往往提出的确是一种可纠正坐姿的桌子，可利用这种方法往往会导致纠正不精准，没有坐姿正确与否的参照物，而儿童智能手表能在大多数时间陪伴儿童，因此有必要提出一种可纠正坐姿的儿童智能手表。

技术实现要素：

本实用新型提供一种可纠正坐姿的儿童智能手表，用以解决儿童在读写过程中坐姿不正确的问题。

本实用新型提供了一种可纠正坐姿的儿童智能手表，包括：

单片微型计算机1；

状态测量电子设备2，所述状态测量电子设备2的输出端与单片微型计算机1的输入端相连并固定在所述单片微型计算机1的下方；

测距传感器3，所述测距传感器3的输出端和输入端分别与所述单片微型计算机1的输入端和输出端相连并固定在所述状态测量电子设备2的右侧；

震动电机4，所述震动电机4的输入端与所述单片微型计算机1的输出端相连并固定在所述测距传感器3的右侧。

进一步的，所述状态测量电子设备2包括：

iic接口1-1；

陀螺仪2-1，所述陀螺仪2-1的输出端与iic接口1-1相连并固定在所述iic接口1-1的下方；

加速度传感器2-2，所述加速度传感器2-2的输出端与iic接口1-1相连并固定在所述陀螺仪2-1的右侧。

进一步的，所述测距传感器3包括：

iic接口1-1；

激光测距传感器3-1，所述激光测距传感器3-1的输出端和输入端与所述iic接口1-1相连并固定在所述iic接口1-1下方；

红外测距传感器3-2，所述红外测距传感器3-2的输出端和输入端与所述iic接口1-1相连并固定在所述激光测距传感器3-1的右侧。

进一步的，还包括：

超声波传感器5，所述超声波传感器5的输出端与所述单片微型计算机1的输入端相连并固定在所述单片微型计算机1的右侧。

进一步的，还包括：

眼球追踪仪6，所述眼球追踪仪6的输入端和输出端分别与所述单片微型计算机1的输出端和输入端相连并固定在所述单片微型计算机1的左侧。

进一步的，还包括：

光线感知传感器14，所述光线感知传感器14的输出端与所述单片微型计算机1的输入端相连。

进一步的，还包括：壳体7，所述单片微型计算机1、状态测量电子设备2、测距传感器3、震动电机4分别设置在所述壳体7中，

其中，所述壳体7的内侧固定连接着橡胶套8，所述橡胶套8内侧安装有防水防摔密封体9，所述壳体7左侧设置有控制按钮10，所述壳体7背部固定安装有减震弹簧11，所述壳体7外表面设置有细小圆孔12，所述细小圆孔12上安装有高强度双层透明密封表玻璃13。

进一步的，所述单片微型计算机1的具体型号为：ht45f23assop20；

所述震动电机4的具体型号为：lal-06vm03。

进一步的，所述iic接口1-1的芯片为：stm32；

所述加速度传感器2-2的具体型号为：mma7361；

所述激光测距传感器3-1的具体型号为：vl53l0cxv0dh/1；

所述红外测距传感器3-2的具体型号为：gp2y0a21yk0f。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型提出了一种智能手表来纠正儿童的坐姿，利用了加速度传感器和陀螺仪的三轴测量原理，可以快速判断儿童是否进入读写状态，提高判断的精确度，并巧妙的利用了激光测距传感器和红外测距传感器的测距原理，将两种测距传感器融入智能手表当中，使儿童在读写时，本实用新型能通过手表内置的测距传感器测量儿童当前的手腕相对头部的第一距离和手腕相对胸部的第二距离，在基于儿童坐姿的模型进行对比，得到当前儿童的坐姿情况，并收集整理错误坐姿情况发送至家长端，若当前儿童的坐姿为错误坐姿，本实用新型则会发出震动示警提醒，提醒儿童调整自己的坐姿已达到纠正坐姿的目的。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种可纠正坐姿的儿童智能手表的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种可纠正坐姿的儿童智能手表的状态测量电子设备结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种可纠正坐姿的儿童智能手表的测距传感器结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种可纠正坐姿的儿童智能手表的壳体背部示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种可纠正坐姿的儿童智能手表的测距传感器与光线感知传感器的位置示意图；

图标：1-单片微型计算机；1-1-iic接口；2-状态测量电子设备；2-1陀螺仪；2-2加速度传感器；3-测距传感器；3-1-激光测距传感器；3-2-红外测距传感器；4-震动电机；5-超声波传感器；6-眼球追踪仪；7-壳体；8-橡胶套；9-防水防摔密封体；10-控制按钮；11-减震弹簧；12-细小圆孔；13-高强度双层透明密封表玻璃；14-光线感知传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种可纠正坐姿的儿童智能手表，包括：

单片微型计算机1；

状态测量电子设备2，所述状态测量电子设备2的输出端与单片微型计算机1的输入端相连并固定在所述单片微型计算机1的下方；

测距传感器3，所述测距传感器3的输出端和输入端分别与所述单片微型计算机1的输入端和输出端相连并固定在所述状态测量电子设备2的右侧；

震动电机4，所述震动电机4的输入端与所述单片微型计算机1的输出端相连并固定在所述测距传感器3的右侧；

上述技术方案的工作原理为：单片微型计算机通过获取所述状态测量电子设备和所述测距传感器传输的状态参数，基于所述状态参数确定所述佩戴者的坐姿，当所述坐姿为错误坐姿时单片微型计算机通过输出端输出报警信号至所述震动电机；所述震动电机发出震动；本实用新型在工作时会通过状态测量电子设备中的加速度传感器和陀螺仪判断儿童是否已经进入读写状态，若根据所述三轴加速度值和陀螺仪值判定智能手表的姿态接近于水平放置在桌面上，且预设时间内只有轻微位移，则确定佩戴者进入读写状态，在确定儿童已经进入读写状态后，测距传感器中的激光测距传感器和红外测距传感器同时对儿童的胸部和头部距离进行测量，确定胸部距离和头部距离，其中测量模式包括单次测量、连续测量和定时测量，根据测量的读写距离，基于距离检测模型和坐姿识别模型，生成坐姿数据，坐姿包括有正坐型、埋头读写型、手撑脸颊读写型、手臂垂于桌面以下读写型和歪脖读写型，根据坐姿数据进行判断，若当前儿童坐姿不为正坐型坐姿时，则发出震动提醒，并将坐姿数据通过单片微型计算机发送至家长端；

上述技术方案的有益效果：本实用新型提出了一种智能手表来纠正儿童的坐姿，利用了加速度传感器和陀螺仪的三轴测量原理，可以快速判断儿童是否进入读写状态，提高判断的精确度，并巧妙的利用了激光测距传感器和红外测距传感器的测距原理，将两种测距传感器融入智能手表当中，使儿童在读写时，本实用新型通过手表内置的测距传感器测量儿童当前的手腕相对头部的第一距离和手腕相对胸部的第二距离，在基于儿童坐姿的模型进行对比，得到当前儿童的坐姿情况，并收集整理错误坐姿情况发送至家长端，若当前儿童的坐姿为错误坐姿，本实用新型则会发出震动示警提醒，提醒儿童调整自己的坐姿已达到纠正坐姿的目的。

在一个实施例中，所述状态测量电子设备2包括：

iic接口1-1；

陀螺仪2-1，所述陀螺仪2-1的输出端与iic接口1-1相连并固定在所述iic接口1-1的下方；

加速度传感器2-2，所述加速度传感器2-2的输出端与iic接口1-1相连并固定在所述陀螺仪2-1的右侧；

上述技术方案的工作原理为：利用加速度传感器对儿童手腕的动作幅度进行数据采集，获取三轴加速度值，利用内置陀螺仪对儿童手腕的放置状态进行数据采集，获取陀螺仪值，并将获取的三轴加速度值和陀螺仪值通过iic接口的电连接通道传输到单片微型计算机；

上述技术方案的有益效果为：利用加速度传感器和陀螺仪对智能手表姿态进行双重判定，使得对儿童是否进入读写状态的判定更为精确。

在一个实施例中，所述测距传感器3包括：

iic接口1-1；

激光测距传感器3-1，所述激光测距传感器3-1的输出端和输入端与所述iic接口1-1相连并固定在所述iic接口1-1下方；

红外测距传感器3-2，所述红外测距传感器3-2的输出端和输入端与所述iic接口1--1相连并固定在所述激光测距传感器3-1的右侧；

上述技术方案的工作原理为：通过icc接口的电连接通道，接收到由单片微型计算机发出的测距指令，利用红外测距传感器和激光测距传感器对儿童的头部和胸部进行读写距离测量，测距流程为，步骤s101：复位传感器；步骤s102：初始化传感器；步骤s103：写入传感器校准值，校准值包括spad参考值（spad：单光子雪崩二极管，一种有单光子探测能力的雪崩二极管），参考校准值，偏移校准值，串扰校准值；步骤s104：设定测量模式，测量模式包括单次测量，连续测量，定时测量；步骤s105：启动测量；步骤s106：获取数据，得到手腕相对头部的第一距离和手腕相对胸部的第二距离，并将获得的数据通过icc接口的电连接通道传输到单片微型计算机；

上述技术方案的有益效果为：巧妙的利用了激光测距传感器和红外测距传感器的测距原理，将两种测距传感器融入智能手表当中，且采用两组传感器对读写距离进行正交测量，保证测量的精度。

在一个实施例中，还包括：

超声波传感器5，所述超声波传感器5的输出端与所述单片微型计算机1的输入端相连并固定在所述单片微型计算机1的右侧；

上述技术方案的工作原理为；利用超声波传感器，通过发射超声波到地面并接收反射波获取佩戴者手腕离地高度，超声波传感器将获取的佩戴者手腕离地高度通过电连接通道发送到单片微型计算机上，基于单片微型计算机中的手腕离地高度与身高的关系模型，根据所获取的佩戴者的手腕离地高度，确定佩戴者当前的身高，经单片微型计算机整合为簇状图后发送到佩戴者手表内和家长端；

上述技术方案的有益效果为：通过佩戴前身高与佩戴后身高的对比，让佩戴者清楚的知道正确坐姿带来的好处，有益于增强佩戴者坚持纠正坐姿的毅力和增加佩戴者对纠正坐姿益处的认知，达到纠正坐姿的目的。

在一个实施例中，还包括：

眼球追踪仪6，所述眼球追踪仪6的输入端和输出端分别与所述单片微型计算机1的输出端和输入端相连并固定在所述单片微型1计算机的左侧；

上述技术方案的工作原理为：当单片微型计算机通过状态测量电子设备传输数据确定佩戴者已进入读写状态时，则通过单片微型计算机与眼球追踪仪的电连接通道发送启动指令到眼球追踪仪，则眼球追踪仪开始捕捉佩戴者的眼球动作幅度，通过电连接通道将眼球追踪仪捕捉到的数据传输到单片微型计算机，若无法捕捉到眼球动作数据或眼球动作幅度在预设时间内低于预设幅度，则判定为佩戴者睡着了或正在开小差，此时单片微型计算机发出指令到震动电机，震动电机发出震动提醒佩戴者，若震动次数过多，则单片微型计算机生成震动数据发送至家长端；

上述技术方案的有益效果为：在纠正儿童坐姿的同时，避免儿童在学习过程中开小差，纠正坐姿的同时提高学习效率。

在一个实施例中，还包括：

光线感知传感器14，所述光线感知传感器14的输出端与所述单片微型计算机1的输入端相连；

上述技术方案的工作原理为：每当读写环境的光线变得暗淡，儿童处于正常坐姿时无法看清读写内容，儿童的坐姿就会随之发生变化，如眼睛离读写物体越来越近，最终造成错误坐姿，引发错误坐姿示警，光线感知传感器用于检测当前环境的光线强度，当检测的光线强度低于所述预设光线强度时，儿童智能手表发出示警信号，如儿童智能手表显示当前光线过暗，提示儿童在明亮的地方进行读写；

上述技术方案的有益效果为：通过对光线强度的感知，避免儿童在光线过暗的环境下读写，确保儿童不会出现因为光线过暗而看不清读写内容导致的错误坐姿，同时也起到了保护儿童视力的作用。

在一个实施例中，还包括：壳体7，所述单片微型计算机1、状态测量电子设备2、测距传感器3、震动电机4分别设置在所述壳体中，

其中，所述壳体7的内侧固定连接着橡胶套8，所述橡胶套8内侧安装有防水防摔密封体9，所述壳体7左侧设置有控制按钮10，所述壳体7背部固定安装有减震弹簧11，所述壳体7外表面设置有细小圆孔12，所述细小圆孔12上安装有高强度双层透明密封表玻璃13；

上述技术方案的工作原理为：通过在壳体内侧连接橡胶套，可以提高手表整体的防碰撞能力，提升手表的耐用度，通过在橡胶套内侧安装的防水防摔密封体，可以为手表提供防水防摔能力，通过在壳体左侧设置控制按钮，为达到快速关闭震动的功能提供外置按钮，通过在壳体背部固定安装减震弹簧，可以减少因震动对壳体内部元件的损害，通过设置细小圆孔可以方便壳体内部元件对外检测数据，通过在细小圆孔上安装高强度双层透明密封表玻璃，可以保护壳体内部元件；

上述技术方案的有益效果为：通过设置壳体，达到对壳体内部元件的保护作用，提高手表的耐用性和提高手表内部元件的寿命。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。