CN105982767A - 一种穿戴式姿势纠正器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可穿戴的姿势纠正器，它至少包括：电池，方向传感器，微处理器和提醒信号模块，其特征在于：所有模块置于一个壳体中，且壳体上带有夹子或别针用于将其固定于人体或者穿戴物上；提醒信号模块为led灯、蜂鸣器、受话器、扬声器和震动器的一种或多种组合；方向传感器为加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器的一种或多种组合。纠正器启动后，当方向传感器检测到超出范围的偏离后将发出提醒信号。本发明的纠正器还可以集成在眼镜、发带、头巾或者帽子中，实现纠正器与穿戴物的融合。本发明的一个较佳实施例中，纠正器的开启或者关闭通过方向传感器捕捉的动作来完成，因此操作更加智能化。

Description

一种穿戴式姿势纠正器

技术领域

本发明涉及姿势检测并对不良姿势给出提醒的装置。

背景技术

儿童出现近视的一个主要原因是学习时坐立姿势不好（头过度低下或者严重左偏），眼睛长时间短距离聚焦（或左偏产生的差异性聚焦）引起眼睛永久性结构变化造成的。有些姿势不好的儿童还会引起驼背的出现。因此需要有一个出现姿势不良情况下的提醒装置，使其及时改正并养成好的习惯。

很多行业的工作人员为了提高客户满意度，要求具有很好的坐姿或者站姿，这种良好的姿势都需经过长久的训练获得，训练过程中就需要一个辅助性的工具，及时检验加快进度。

已公布的一个较早中国专利：一种无线坐姿纠正器（申请号：CN201020019639）描述了一个利用三轴加速度传感器检测身体姿态，并将测量结果通过无线信号发送到电脑设备，再由电脑分析后给另一装置发出纠正信号。这种***较复杂，适合专门的医护人员对病人的看护，而不适合个体自己独立使用。另一中国专利：多功能预防近视眼镜及对该多功能预防近视眼镜进行监控的主机（申请号：CN201320438915）公布了集成加速度传感器和声光提醒器的坐姿纠正眼镜。该发明装置固定于眼镜上，不适合还未近视的孩子或者不习惯带眼镜的使用者。以上两个公布的专利以及其他一些公开文献，对于姿势纠正的工作过程都是设定一个身体姿态允许偏离的幅度，超出此范围则给出提示信号（灯光，声音，震动等）。为计算偏离值，必须要设定一个初始姿态值，但是目前公布的专利及其他文献对于该初始姿态值的设定要么没有详细说明，要么是一个固定不变值，再或者需要借助其他第三方工具（如：电脑）等修改，不能做到随时随地便捷使用。

本发明的目的在于提供一种易于佩戴，操作方便的姿势纠正器。

发明内容

由于头部的灵活性，人体大部分的姿势变化会引起头部的方向变化，因此头部是检验身姿变化的一个较好器官，现在很多可穿戴智能设备选择头部装饰作为姿势检测器的使用载体。为此，本发明也首选头部或者其上装饰物的三维方向变化来判断身体姿态的变化，选用的方向传感器首选应用于智能手机内的MEMS传感器，如最常见的三轴加速度传感器、三轴陀螺仪或地磁传感器。除了方向传感器外，本发明装置还包括电池，用于数据分析和管理的微处理器，用于偏差超出范围后发出提醒信号的模块（如：LED灯，蜂鸣器，受话器，扬声器或振动器等），和容纳这些器件的壳体。

为了实现佩戴，整个装置可以集成在眼镜框架内，也可以缝制在发带、头巾、帽子、腰带或胸衣中，使其与其他传统的佩戴物融合。本发明的另一实施方案是在装置壳体上增加夹具，用于将装置固定在耳朵，皮肤等人体器官，或者眼镜、发带、头巾、帽子、发箍、发夹、胸衣等穿戴物品上。本发明的再一实施方案是在壳体上增加别针，使其易于固定于各种穿戴织物上。

为了便于佩戴，整个装置尽量集成并减小体积，同时为了保证装置足够长的时间，因为微处理器在不工作时最好保持在节能的休眠状态，而提醒信号模块的供电由微处理器控制使他们在平时处于节能或者不供电的状态。而且，本发明的角度传感器也应首选具有休眠节能模式的型号。

本发明的装置可以增加用于电源通断或者工作启动的开关。为了简化结构，本发明的装置也可以不设电源（或启动）开关。当使用者拿起装置佩戴或者触碰装置时，方向传感器因感应到动作首先被唤醒，它将给微处理器发送信号，并将微处理器从休眠状态唤醒，即装置进入待机状态。本发明的另一实施例中，增加一个滚珠型震动开关，因其具有方向性，正放时可以用于触发唤醒装置或发送特定指令；倒放时，可用于使装置进入休眠状态。

装置从休眠中唤醒后，并不会立即进入姿态监控状态，而是先要确定良好姿态的基准值。其实现方法为：使用者做一个设定动作（如：摇头，点头，手指碰触装置），该动作被传感器捕获并经微处理器分析符合预存模式后，装置等待一个时间段（如：1秒）使使用者姿态稳定不变，然后对使用者姿态取样并保存（可以是单个取样值，也可以是多个取样的平均值），此保存值即为使用者当前的良好姿态基准值。随后，装置才进入姿态监控状态，如果使用者的姿态偏离基准值超过设定的范围（这里包括偏离幅度和持续的时间），则发出提醒信号。这种工作前即时设定基准值的方法，可以明显提高装置的适用性。比如儿童学习，每个人的身高、书写桌、椅子的高度都不同，而且阅读灯的位置以及每个人习惯的姿势都有差异，而且该发明装置每次佩戴时都可能会有差异，因此必须在儿童戴好装置，摆好课本，坐好才知道哪种姿势最合适，此时的姿势才适合做为良好姿势的基准值。在使用者找到合适的姿势后，使用者通过预定动作（如：摇头两次，点头一次或者手敲装置三次等，也可以是点头加手碰的组合等）通知装置已经准备好，使用者做完动作后立即保持良好姿态并静止数秒，这时装置可以取样保存当前值为基准值。后续的监控则以此基准值为参考，在发现偏离超出范围后给出提醒信号。

一旦进入监控状态，装置会启动计时，在超出时间后自动进入休眠状态。这个时间的设定可以是学生一堂课的时间，或者其他训练需坚持的时间。

本发明中，也可以设定一个关机动作模式，在传感器捕捉到该动作后进入休眠状态。

本发明的所有状态包括：关机（如果含有关机开关）或休眠，待机（准备确定基准值），监控。休眠，待机，监控的三种状态可以依次由使用者动作触发，从休眠进入待机为唤醒动作，从待机到监控为启动动作，从监控到休眠为关机动作（这里的关机和断开电源的关机略有不同，***进入休眠节能状态）。本发明中，唤醒动作通常不需设定固定的模式，任何轻微随意的动作都可能唤醒纠正器。当然，为了节能，也可以设置特定的唤醒动作模式。启动动作和关机动作相对要复杂一些，但动作模式可以相同，因为纠正器在进入不同状态时都可以标记当前的状态，每次动作都会触发进入下一个状态。为提高交互操作性能，纠正器从一种状态进入另一种状态时，可以通过提醒信号模块出信号告知使用者。

本发明中，允许偏离的幅度和偏离时间参数可以是一组固定值。为能修改这些参数（即改变灵敏度），可以增加一个数据线接口，通过手机等智能设备进行修改。这一实施方式的另一好处在于数据线同时可以作为电池的充电接口。

修改参数的另一个实施方案则是增加无线通讯模块（蓝牙，wifi，zigbee等），远程就能实现参数修改。增加无线通讯模块的另一用途是实时查看装置的方向状态，这种功能可以用于父母监督孩子姿势***板电脑等）来设定良好姿态的基准值。在这一实施例中，当装置佩戴好并进入待机状态时，通过智能设备发送信号给装置使其读取并保存姿态值作为基准；通过手机也可以随时发送关机等指令。

本发明的一个较佳实施方案为选择震动器作为提醒模块，因其无声，使得装置可以用于学校课堂。而且，震动器可以作为一种按摩器件增加该装置的功能。如将装置集成在眼镜（特别是近视眼镜）中时，可以将震动器设置在两个眼镜腿且使其能够贴近人体的太阳穴，这样提醒的同时可以按摩穴位，用于帮助视力恢复。不仅如此，还可以在戴眼镜学习超过一定时间后，自动启动震动进行穴位按摩。同样的道理，若该装置内置于发带中，也可以将两个震动器置于两侧使其穿戴后对应于太阳穴的位置。

以上说明仅用于描述本发明的设计思路，本领域的专业技术人员可以根据本文做一些调整而获得其他实施例，若这些修改在本发明权利要求所述技术范围内，则这些修改依然属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种可穿戴的姿势纠正器，它至少包括：电池，方向传感器，微处理器和提醒信号模块，其特征在于：所有模块置于一个壳体中，且壳体上带有用于将装置固定其他物体的夹子或别针；提醒信号模块为led灯、蜂鸣器、受话器、扬声器和震动器的一种或多种组合。

2.一种可穿戴的姿势纠正器，它至少包括：电池，方向传感器，微处理器和提醒信号模块，其特征在于：所有模块置于发带、头巾、帽子、眼镜或发夹中；提醒信号模块为led灯、蜂鸣器、受话器、扬声器和震动器的一种或多种组合。

3.一种可穿戴的姿势纠正器，它至少包括：电池，方向传感器，微处理器和提醒信号模块，其特征在于：所有模块置于发带或眼镜中；提醒信号模块至少包括两个独立的震动器，且纠正器在穿戴后震动器贴着人体太阳穴。

4.根据权利要求1-3任一项所述的纠正器，其特征在于：方向传感器为加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器的一种或多种组合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的纠正器，其特征在于：方向传感器为三轴传感器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的纠正器，其特征在于：纠正器中无手动操作的用于接通电源或启动纠正器的开关或按钮；方向传感器和微处理器在不工作时处于休眠节能状态；佩戴纠正器时方向传感器捕捉到使用者动作后唤醒方向传感器，且传感器将进一步向微处理器发送唤醒信号；微处理器被唤醒后将分析传感器捕捉的动作信号，判断是否为启动指令，若是则等待一设定的时间后读取传感器方向值并将其保存作为良好姿势的基准值，若在设定时间内没有捕捉到启动指令，则纠正器回到休眠状态；纠正器获得基准值后进入姿势监控状态，如检测值偏离基准值超过设定的范围，则给出提醒信号；纠正器获得基准值同时开始计时，计时完成则纠正器自动进入休眠状态。

7.根据权利要求6所述的纠正器，其特征在于：纠正器还设定了一个休眠动作，当纠正器在姿势监控状态捕捉到该动作后，纠正器回到休眠状态。

8.根据权利要求6或7所述的纠正器，其特征在于：启动或重回休眠的设定动作为点头、摇头和手触碰的一种或多种组合。

9.根据权利要求1-5任一项所述的纠正器，其特征在于：纠正器中含有滚珠型震动开关；方向传感器和微处理器在不工作时处于休眠节能状态；佩戴纠正器时滚珠震动开关的信号用于唤醒微处理器，微处理器进一步唤醒方向传感器；微处理器被唤醒后将分析来自震动开关或方向传感器的动作信号，判断是否为启动指令，若是则等待一设定时间后读取传感器方向值并将其保存作为良好姿势的基准值，若在设定时间内没有捕捉到启动指令，则纠正器回到休眠状态；纠正器获得基准值后进入姿势监控状态，如检测值偏离基准值超过设定的范围，则给出提醒信号；纠正器获得基准值同时开始计时，计时完成则纠正器自动进入休眠状态；在监控状态中，若将纠正器摘下倒置使滚珠开关断开，则纠正器进入休眠状态。

10.根据权利要求1-9任一项所述的纠正器，其特征在于：纠正器还包括用于充电和数据传输的连线接口。

11.根据权利要求1-10任一项所述的纠正器，其特征在于：纠正器还包括无线通讯模块。

12.根据权利要求11所述的纠正器，其特征在于：纠正器休眠状态唤醒后打开无线通讯模块；然后通过智能设备发送指令使纠正器读取方向传感器值作为良好姿势的基准值并自动进入监控状态；监控状态中纠正器实时向智能设备发送状态信息；智能设备发送关机指令后纠正器进入休眠状态。