CN203721002U

CN203721002U - 穿戴式防久坐器

Info

Publication number: CN203721002U
Application number: CN201420115456.8U
Authority: CN
Inventors: 冉光洪
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2024-03-14

Abstract

本实用新型公开了一种穿戴式防久坐器，属于穿戴式电子装置领域，包括：电源、充电单元、电源开关、检测单元、信号调理放大单元、信号幅值鉴别单元、定时单元、状态保持单元、静音单元和报警单元。其特征在于：检测单元连接到信号调理放大单元，信号调理放大单元连接到信号幅值鉴别单元，信号幅值鉴别单元连接到定时单元，定时单元连接到状态保持单元，状态保持单元连接到报报警单元；信号幅值鉴别单元连接到静音单元，静音单元连接到状态保持单元的输出端；电源分别与上述各单元相连，提供电力；充电单元与电源单独相连。通过本实用新型实现了在单位时间间隔内的个体活跃度检测，提醒人们及时进行活动，保持身体健康。

Description

穿戴式防久坐器

技术领域

本实用新型专利涉及一种穿戴式防久坐器。

背景技术

世界卫生组织多年前就公布：全球每年有200多万人因久坐等不活跃因素而死亡，并预计到2020年，70%左右的病病将因这些不活跃因素而起。因此，久坐等个体不活跃因素被列为十大致死、致病型杀手之一。根据相关科学报道：一天中大部分都坐着的人，心脏病发作的机率高出正常人群约50%；每天坐着超过6小时的人群，在未来15年内死亡的机率，要比每天坐着少于3小时的人群高出大约40%。不仅如此，已有大量的科学研究、医学统计报告指出：多种高发性疾病与个体长期的不活跃行为有明显相关性，如肥胖，高血压，心脏病，颈椎病，腰椎病，肩周炎，痔疮等，这些疾病不但给个人带来健康上的危害，生活质量受到很大影响，同时也给社会医疗资源造成很大的压力。

虽然越来越多的人群已经意识到个体不活跃度对个人身体健康造成的危害，但是往往因为工作性质和环境因素，造成相应人群活跃度普遍远低于健康的活跃度。比如像编程人员，财务人员，机关文职人员，文案人员，网络从业人员，信息分析员，公司白领等人群。

发明内容

本实用新型专利要解决的一个技术问题是提供一种穿戴式防久坐器，将本穿戴式防久坐器穿戴于某一肢体，（由于人体在坐姿状态下，大腿的状态相对最为固定，为了防止由于诸如小腿、手臂等的其他肢体动作引起的检测误差，本实用新型主要用于大腿处的检测）以保持与肢体同步运动，实现个体活跃度检测。穿戴式防久坐器通过实时跟踪个体在单位时间间隔内的活跃度，通过报警提醒人们要及时进行活动，保持身体健康。

为方便描述，如下将本穿戴式防久坐器简称为防久坐器。

本实用新型提出了一种穿戴式防久坐器，其包括：电源、充电单元、电源开关、检测单元、信号调理放大单元、信号幅值鉴别单元、定时单元、状态保持单元、静音单元、报警单元，其特征在于：检测单元连接到信号调理放大单元，信号调理放大单元连接到信号幅值鉴别单元，信号幅值鉴别单元连接到定时单元，定时单元连接到状态保持单元，状态保持单元连接到报警单元；同时信号幅值鉴别单元连接到静音单元，静音单元连接到状态保持单元的输出端；电源分别与上述各单元相连，提供电力；充电单元与电源单独相连。

其中，上述的检测单元包括：加速度传器器，倾角传感器或陀螺仪传感器。

其中，上述的电源包括：可充电锂电池，扭扣型锂离子电池或干电池。

其中，所述充电单元采用USB口充电或无线充电。

其中，各单元通过波峰焊和回流焊的自动化生产焊接在印刷电路板上。

其中，所述报警单元包括发声单元、振动单元和发光单元。

其中，所述状态保持单元包括一个状态保持器。

其中，所述静音单元包括一个电位钳位器。

上述的报警提醒包括：声音提醒（蜂鸣音或者语音提示），振动提醒，LED灯光提醒，可根据需要选择其中一种或者几种组合。

上述的穿戴方式是指：通过像钢笔筒挂一样的方法挂于人的裤兜位置，通过别针式的方法挂于大腿部位的裤子上或通过松紧布带束缚于大腿上，或者女性直接将本防久坐器置于丝袜里面等方法中的任意一种。

本防久坐器的工作原理为：当本防久坐器被人穿戴使用时，检测单元会根据人的活跃程度，输出强弱不同的电信号（根据调试经验，人处于活动状态和非活动状态的时候检测芯片输出的信号幅度有显著的不同），信号调理放大单元调理，最后送入幅值鉴别单元进行鉴别，得出人体活跃或非活跃两种状态信号。这个状态信号以相反的方式分别连接到到两组定时单元。定时单元通过对状态信号的相应触发方法，得出在单位时间间隔内的人体活跃度，状态保持于状态保持单元里面。如果人体非活跃状态维持达到或者超过一个特定的时间(45~90分钟，可根据调节单元进行调节)，其中一个定时器将发生溢出，驱动状态保持单元的输出发生变化，进而触发声音，振动，LED灯光提醒。如果穿戴本防久坐器的人起身活动达到或者超过一定的时间(3~20分钟，可根据调节单元进行调节)，第二组定时器发生溢出，输出信号对状态保持单元被清零，进而达到本防久坐器连续监控的目的。为避免在报警提醒状态下，人体起身活动但还没有达到活动时间超过3~20分钟的条件下，信号保持单元输出仍然会驱动报警提醒的情形，本电路引入一个静音单元，直接把信号保持单元输出钳位在低电平，使得报警单元处于关闭状态。

附图说明

图1为与本实用新型的实施例一致的原理图；

图2为与本实用新型的实施例一致的电路图理图；

图3为与本实用新型的实施例一致的电路板正面线路图；

图4为与本实用新型的实施例一致的电路板反面线路图。

具体实施方式

如图1、图2所示，其中，(1) U4为检测单元；(2) U2-A U2-B U2-C为信号调理放大单元； (3) U2-D为信号幅值鉴别单元； (4) U11 U12 U13-E U13-F构成定时单元； (5) U1为状态保持单元； (6) Q4为静音单元； (7) Q2 U6为发声单元； (8) Q1 U7为振动单元； (9) Q3 D1为发光单元。

在电池欠电的情况下，通过USB通电线接入Mini Usb B型接口U5，电流经过具有恒流/恒压充电模式和电池保护的集成电路芯片U3(tp4057)对锂电池Ｊ１进行充电。本实用新型虽然使用USB口进行充电，但是并不限制于。现有技术中的其他充电接口也适用于本实用新型，例如采用无线充电。

当充满电以后，将本防久坐器穿戴于人体的大腿部位。打开电源开关Ｊ６，锂电池通过开关J6的第3脚输出，分别对检测芯片U4(ADXL335)，信号调理单元U2-A U2-B U2-C (LM324)，幅值鉴别单元U2-D (LM324)，定时芯片U11 U12 (NE555)，状态保持单元U1 (74HC193)，发单元U6，振动单元U7，发光单元D1进行供电。

检测芯片U4分别从8，10，12输出人体活动信号(人体活动信号可以表现为三轴角加速度，三轴加速度，三轴角度等，根据检测芯片决定)，通过C9，C8，C7三个电容分别送入U2-A U2-B U2-C进行信号放大和调理最后相加，输出人体活跃度相关的电平信号，这个信号被送入U2-D幅值鉴别电路，通过与经验参考电压值Vref_2.5V作比较，输出高、低两种电平(TP1)。其中高电平(TP1=1)代表人体是处于活跃状态（站立，行走等）、低电平(TP1=0)代表非活跃态（坐着，蹲着，躺着等）。

TP1被以相反的极性接入定时芯片U11，U12，使得两个定时器处于交替定时和复位的状态。U11，U12是很容易获得的NE555定时芯片，都被设置成单稳态触发工作状态。U11的溢出周期为5到30分钟(定时时间由R3 C10的值设定，并可通过R3调节)，U12的溢出周期为45到90分钟(定时时间由R38 C6的值设定，并可通过R38调节)。

如果TP1=1，也就是人体一直处于非活跃状态，那么定时器U12将一直进行计时，在到达设定的时间时（45到90分钟）发生溢出，触发状态保持器U1的Up信号，使得U1的Q0输出端从0变为1。

U1的Q0＝1即高电平推动三极管Q2打开，从而推动蜂鸣器或者语音提示电路进行声音提示；

U1的Q0＝1即高电平推动三极管Q1打开，从而推动振动电机进行振动提醒。

U1的Q0＝1即高电平推动三极管Q3打开，推动发光LED进行发光提醒。

如果状态信号TP1=0保持有5到30分钟（根据调节设置），U11定时器将发生溢出，溢出信号使得状态保持器U1清零，关闭声音，振动，发光提醒。

当U12定时器发生溢出触发状态保持器U1的Q0输出高电平以后，此时触发了声音，振动，发光提醒。此时即使人起身活动，由于没有别的信号触发状态保持器U1的输出发生变化，三种提醒单元将持续工作。为避免这种情况，我们根据此时TP=1的特性，通过静音单元Q4对U1的Q0端进行钳位，使其在这个状况下保持低电平，达到暂时关闭提醒单元的目的。一旦[0026]中提到的条件成立，状态保持器U1将被清零，就不用再担心这个问题了。

本提醒器可通过关闭电源来撒消提醒，也可通过起身站立，行走等活动来触发检测单元信号发生显著变化，使得状态保持器U1的输出信号发生翻转而停止。

上述实施方法只是其中一种。应该指出，作为普通技术人员来说，在不脱离本实用新行实用新型的原理下，还可以做出若干的改进，比如：增加显示屏，调理芯片的选择等。

考虑到本个人活跃监视提醒器的穿戴特点，PCB板采用的是印制板电路技术，并采用FR4材质，板材厚度选用1.6mm或者1.0mm中的任一种；本电路除电源开关等部件以外，90%的元器件采用表面贴装工艺，通过波峰焊和回流焊自动化生产方法，以保证精良性能。

本实用新型里面提出的用加速度传感器，陀螺仪传感器，倾角传感器中任一种作为检测元件，其电路组成应受到保护。

Claims

1.一种穿戴式防久坐器，其包括：电源、充电单元、电源开关、检测单元、信号调理放大单元、信号幅值鉴别单元、定时单元、状态保持单元、静音单元和报警单元，其特征在于：

检测单元连接到信号调理放大单元，信号调理放大单元连接到信号幅值鉴别单元，信号幅值鉴别单元连接到定时单元，定时单元连接到状态保持单元，状态保持单元连接到报警单元；同时信号幅值鉴别单元连接到静音单元，静音单元连接到状态保持单元的输出端；电源分别与上述各单元相连，提供电力；充电单元与电源单独相连。

2.如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：上述的检测单元包括：加速度传感器，倾角传感器或陀螺仪传感器。

3. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：所述电源包括：可充电锂电池，扭扣型锂离子电池或干电池。

4. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：所述充电单元采用USB口充电或无线充电。

5. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：各单元通过波峰焊和回流焊的自动化生产焊接在印刷电路板上。

6. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：所述报警单元包括发声单元、振动单元和发光单元。

7. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：所述状态保持单元包括一个信号状态保持器。

8. 如权利要求1所述穿戴式防久坐器，其特征在于：所述静音单元包括一个电压钳位器。