坐姿提醒装置的制作方法

1.本技术涉及电子产品技术领域，具体涉及一种坐姿提醒装置。


背景技术：

2.数据显示中国的近视患者人数多达7亿，这个数字占人口总数的50％，其中初中生、高中生、大学生的近视率超过70％，青少年近视率已高达世界第一。导致青少年近视的一个很重要的原因即学习时的坐姿不正确，不良的坐姿不仅会影响视力，对青少年的颈椎同样造成相当严重的影响。目前，市场存在一些针对青少年坐姿提醒的电子产品，通过将设备摆放至学习桌前，利用摄像头采集图像的方式识别用户坐姿，但这无疑增加了硬件成本以及软件的研发成本，且有可能对青少年的隐私造成影响。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本技术提供一种坐姿提醒装置，通过探测方向固定与探测方向可调的超声波组件，可以有效进行坐姿提醒，结构简单，无需配置摄像头，成本低，并可避免对青少年的隐私造成影响。
4.为解决上述技术问题，本技术提供一种坐姿提醒装置，包括第一超声波组件、第二超声波组件、云台、主控板与信息输出结构，所述第一超声波组件的探测方向固定，所述第二超声波组件安装在所述云台上而可改变探测方向，所述第一超声波组件、所述第二超声波组件及所述信息输出结构分别和所述主控板电连接，所述第一超声波组件与所述第二超声波组件用于测量所述坐姿提醒装置与用户之间的距离作为判断用户坐姿的数据，所述信息输出结构用于输出坐姿提醒信息。
5.可选地，所述第一超声波组件、所述第二超声波组件、所述云台及所述主控板收容于一壳体中，所述壳体设有分别与所述第一超声波组件、所述第二超声波组件对应的探测窗口。
6.可选地，所述第一超声波组件、所述第二超声波组件设置在所述壳体的同一侧的不同高度，所述第一超声波组件的安装位置低于所述第二超声波组件的安装位置。
7.可选地，所述壳体上还设有调节按钮，所述调节按钮与所述云台电连接。
8.可选地，所述云台包括旋转电机与偏转电机，所述第二超声波组件与所述偏转电机连接，所述偏转电机与所述旋转电机连接，所述偏转电机用于带动所述第二超声波组件偏转探测角度，所述旋转电机用于带动所述偏转电机旋转。
9.可选地，还包括无线通信单元，所述无线通信单元与所述主控板电连接。
10.可选地，所述信息输出结构包括显示屏、指示灯、扬声器中的至少一种。
11.可选地，所述信息输出结构为指示灯和扬声器，所述指示灯为发光二极管，所述扬声器与所述主控板上的麦克风接口连接。
12.可选地，还包括电源模块，所述主控板上设有电源接口，所述电源模块连接所述电源接口。
13.可选地，所述电源模块为可充电电池。
14.本技术的坐姿提醒装置，包括第一超声波组件、第二超声波组件、云台、主控板与信息输出结构，第一超声波组件的探测方向固定，第二超声波组件安装在云台上而可改变探测方向，第一超声波组件、第二超声波组件及信息输出结构分别和主控板电连接，第一超声波组件与第二超声波组件用于测量坐姿提醒装置与用户之间的距离作为判断用户坐姿的数据，信息输出结构用于输出坐姿提醒信息。本技术配置了探测方向固定与探测方向可调的超声波组件，可以有效进行坐姿提醒，结构简单，无需配置摄像头，成本低，并可避免对青少年的隐私造成影响。
附图说明
15.图1是根据一实施例示出的坐姿提醒装置的内部结构侧意图；
16.图2是根据一实施例示出的坐姿提醒装置的内部结构正视图；
17.图3是根据一实施例示出的坐姿提醒装置的电路连接示意图。
具体实施方式
18.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
19.在下述描述中，参考附图，附图描述了本技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本技术的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本技术。
20.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
21.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
22.图1是根据一实施例示出的坐姿提醒装置的内部结构示意图。图2是根据一实施例示出的坐姿提醒装置的内部结构正视图。如图1与图2所示，本实施例的坐姿提醒装置，包括第一超声波组件12、第二超声波组件13、云台14、主控板16与信息输出结构15，第一超声波组件12、第二超声波组件13、云台14、信息输出结构15及主控板16收容于一壳体11中。
23.第一超声波组件12通过第一固定架111固定在壳体11内，探测方向固定，优选为水平方向探测。
24.第二超声波组件13安装在云台14上而可改变探测方向，云台14通过第二固定架112固定在壳体11内。可选地，云台14包括旋转电机142与偏转电机141，旋转电机142通过第二固定架112固定在壳体11内，第二超声波组件13与偏转电机141连接，偏转电机141与旋转
电机142连接，偏转电机141用于带动第二超声波组件13偏转探测角度，旋转电机142用于带动偏转电机141旋转，从而形成探测角度范围，可以理解，云台14的结构只需可以满足第二超声波组件13的探测方向调节即可，不限于此。优选地，偏转电机141与旋转电机142均为无刷电机，旋转电机142的输出轴的轴线与第一超声波组件12的探测方向平行，偏转电机141的输出轴位于垂直旋转电机142的输出轴的平面上。在本实施例中，壳体11上设有调节按钮18，调节按钮18与云台14电连接，从而，通过操作调节按钮18可以控制偏转电机141与旋转电机142运转，获得第二超声波组件13所需的探测方向。实际实现时，第二超声波组件13的探测方向可以预先设置为固定的多个方向，如水平方向、斜上方30
°
、斜上方50
°
、左侧15
°
、右侧15
°
等，通过对调节按钮18按动不同次数，可以将第二超声波组件13的探测方向调整成对应角度，操作方便。当然，第二超声波组件13的探测方向也可以通过操作调节按钮18进行无极调节，从而适应多种需求。
25.第一超声波组件12、第二超声波组件13分别设置在壳体11的同一侧的不同高度，第一超声波组件12的安装位置低于第二超声波组件13的安装位置。壳体11设有第一探测窗口与第二探测窗口，第一探测窗口与第一超声波组件12位置对应，第二探测窗口与第二超声波组件13位置对应，第一探测窗口与第二探测窗口位于壳体11的朝向使用者的一侧。
26.第一超声波组件12与第二超声波组件13用于测量坐姿提醒装置与用户之间的距离作为判断用户坐姿的数据。具体地，坐姿提醒装置摆放在学习桌上，第一超声波组件12与第二超声波组件13可以测量出坐姿提醒装置与用户之间的距离，从而得到用户与学习桌之间的距离变化情况，在一场景中，第一超声波组件12为水平方向探测，可以分析出用户身体整体与学习桌之间的距离变化，第二超声波组件13的探测方向调整为适宜角度，可以分析用户的头部区域与学习桌之间的距离变化，如此，当第一超声波组件12的探测数据反应用户身体整体与学习桌之间的距离变小，而第二超声波组件13的探测数据反应用户的头部区域从可检测状态到不可检测状态(离开探测角度的可检测范围)，或者，反应用户的头部区域与坐姿提醒装置之间的距离大于一较大的值时，即可判断用户坐姿不准确，一般是出现低头或伏案的现象，使得头部区域离开了第二超声波组件13的可检测范围。通过这种方式，相对于单一超声波测距，判断结果更加准确。此外，由于第二超声波组件13的探测方向可以调整，针对大人、小孩的不同坐姿高度，可以调节第二超声波组件13的探测方向以更准确探测头部区域，使得坐姿提醒装置可以适用于更多人群。
27.由于采用超声波组件进行测距即可实现坐姿判断，无需使用摄像头采集图像进行识别，降低了成本，同时，超声波组件测距不会获取用户的图像，可以很好地保护用户隐私。
28.信息输出结构15包括显示屏(图未示)、指示灯151、扬声器152中的至少一种。在本实施例中，信息输出结构15为指示灯151和扬声器152，指示灯151为发光二极管。信息输出结构15用于输出坐姿提醒信息，当判断坐姿不准确时，指示灯151可以显示指定颜色进行提醒，此外，指示灯151还可以用来指示坐姿提醒装置的不同工种状态，如开机状态、充电状态等。当判断坐姿不准确时，还可以通过扬声器152进行语音播报或播放指定铃音，及时提醒用户。此外，利用信息输出结构15的提醒功能，可以在调节第二超声波组件13的探测方向时提供调节参考依据，例如，用户保持正确坐姿后，如第二超声波组件13测量得到的距离大于一较大值，则指示灯151闪烁，此时可以继续减小第二超声波组件13的探测方向的倾斜程度，直至指示灯151不再闪烁，则认为头部区域或肩膀区域处于第二超声波组件13的探测范
围内。
29.请一并参考图1、图2与图3，坐姿提醒装置还设有无线通信单元166、电源模块17及数据存储单元165，主控板16上设有主控电路161，主控电路161包括主处理器162、时钟电路163与电源管理电路164，第一超声波组件12、第二超声波组件13、云台14、信息输出结构15、无线通信单元166、电源模块17及数据存储单元165分别和主控电路161上的对应接口连接，其中，扬声器152与音频接口连接，电源模块17连接电源接口，信息输出结构15则可以连接采用gpio电平或uart/spi/i2c等协议的接口。
30.具体地，电源模块17采用可充电电池。无线通信单元166优选为蓝牙模块，可采用esp8266、nrf2401、nrf52832等模块单元实现，从而可以将坐姿数据传输到外部设备，在设有无线通信单元166时，云台14也可以根据外部设备的控制信号进行工作，而无需在装置的壳体11上设置调节按钮18。数据存储单元165用于存储数据，通过无线通信单元166可以将存储的数据传到手机或其他app终端等外部设备，无线通信单元166可采用eeprom或铁电等存储器件实现。主处理器162为所有模块以及接口建立控制或通信关系，从而实现数据的输入、坐姿的输出、以及对外的控制，进而可以通过信息输出结构15输出坐姿提醒信息，主处理器162可选择采用stm32f107、stm32f205、atmega328p、atmega64等处理器实现。时钟电路163用于提供实时时钟，一方面提供实时时钟震荡、另一方面提供需要的时钟震荡输入，从而可以实现精确的时间计算并提供时钟频率。电源管理电路164与电源模块17连接，可以将电源模块17输入的电源转换为各功能模块所需电源，例如输入电压为5v，主处理器162的工作电压为3.3v，则电源管理电路164能够实现将5v转换为3.3v电源为系统供电，电源管理电路164可根据各单元具体的工作电压进行选择，如选用lm117adj、xc6206等。当信息输出结构15采用扬声器152时，主控电路161还设有语音模块，语音模块可通过n588d模块或jq8900模块实现。
31.本技术的坐姿提醒装置，包括第一超声波组件、第二超声波组件、云台、主控板与信息输出结构，第一超声波组件的探测方向固定，第二超声波组件安装在云台上而可改变探测方向，第一超声波组件、第二超声波组件及信息输出结构分别和主控板连接，第一超声波组件与第二超声波组件用于测量坐姿提醒装置与用户之间的距离作为判断用户坐姿的数据，信息输出结构用于输出坐姿提醒信息。本技术配置了探测方向固定与探测方向可调的超声波组件，可以有效进行坐姿提醒，结构简单，无需配置摄像头，成本低，并可避免对青少年的隐私造成影响。
32.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。