CN211603853U - 一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于智能穿戴领域，提供了一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，包括穿戴本体，其特征在于，穿戴本体设置有安装座、用于向目标人物投射不可见光的结构光发射器、用于接收经目标人物所反射不可见光以获取目标人物姿态信息的红外摄像头和用于检测目标人物头部到穿戴本体距离的距离传感器，安装座与穿戴本体转动连接，结构光发射器、红外摄像头和距离传感器均位于安装座。本实用新型提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，可对目标人物的坐姿进行实时监控，来培养保持良好坐姿的习惯。

Description

一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备

技术领域

本实用新型属于智能穿戴领域，尤其涉及一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备。

背景技术

随着青少年升学压力大，各种学习培训多，以及电视、电脑、手持智能设备的普及和推广等，使得近视眼的患病率逐年升高。而其中，青少年学习时坐姿不端正，看书、写字时眼睛离书本距离太近，是青少年近视的一个关键因素。养成良好的用眼习惯、保持正确的读写姿势，是预防近视的关键。

目前市面上具有坐姿矫正功能的产品，大多固定设置于书桌上不便于携带，一旦用户更换学习地点，便不能达到矫正坐姿的效果；另外，由于学生需要经常关注时间，所以他们一般都会佩戴有手表，目前市面上电话手表并不具备坐姿监控功能，无法对青少年的坐姿进行监控和提醒。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其可对目标人物的坐姿进行实时监控，来帮助目标人物形成长期保持良好坐姿的习惯。

本实用新型的技术方案是：一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，包括穿戴本体，所述穿戴本体设置有安装座、用于向目标人物投射不可见的结构光发射器、用于接收经所述目标人物所反射不可见光以获取目标人物姿态信息的红外摄像头和用于检测目标人物头部到穿戴本体距离的距离传感器，所述安装座与所述穿戴本体转动连接，所述结构光发射器、红外摄像头和距离传感器均位于所述安装座。

可选地，所述穿戴本体设置有用于驱动所述安装座相对所述穿戴本体转动的驱动件。

可选地，所述穿戴本体还设置有陀螺仪，所述陀螺仪和所述驱动件电连接，所述陀螺仪获取所述穿戴本体的倾斜角度并根据所述倾斜角度来控制所述驱动件运转。

可选地，所述安装座的转动角度范围为0-90°。

可选地，所述安装座通过旋转轴与所述穿戴本体连接。

可选地，所述旋转轴具有两根，两根所述旋转轴分别位于所述安装座的相对两端。

可选地，所述驱动件为电机，所述电机通过传动组件与所述安装座上任一端的所述旋转轴传动连接。

可选地，所述穿戴本体上设置有用于容纳所述安装座的安装槽。

可选地，所述穿戴本体还设置有报警组件。

本实用新型所提供的本实用新型实施例所提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，当目标人物处于就坐状态时，通过控制安装座旋转，使得结构光发射器发出的不可见光可覆盖目标人物，然后通过红外摄像头接收经目标人物反射回来的不可见光以获取目标人物的姿态信息，最后再通过距离传感器检测目标人物头部到穿戴本体的距离，根据姿态信息及目标人物头部到穿戴本体的距离来判断目标人物坐姿是否符合标准，当目标人物的姿态信息和穿戴本体到目标人物头部的距离中任意一个信息不符合标准时，报警组件发出对应的报警信号来提醒目标人物纠正坐姿。本实用新型提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备能帮助目标人物形成长期保持良好坐姿的习惯。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备中安装座工作状态示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备中安装座初始状态示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备坐姿判断的流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、安装、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。

另外，本实用新型实施例中若有“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本实用新型中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，例如智能手环或者智能手表等，包括穿戴本体1，穿戴本体1设置有安装座2、结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5，安装座2与穿戴本体1转动连接，结构光发射器3、红外摄像头4、距离传感器5均设于安装座2上。其中，结构光发射器3用于向目标人物投射不可见光，不可见光射到目标人物后被反射回来，红外摄像头4用于接收经目标人物身反射回来的不可见光以获取目标人物的姿态信息，距离传感器5用于检测目标人物的头部到穿戴本体1之间的距离。工作时，通过调整安装座2的角度，使得结构光发射器3发射出的不可见光覆盖在目标人物上，然后通过红外摄像头4来收集被目标人物上发射回来的不可见光，从而获取得到目标人物姿态信息，对该姿态信息进行判断，确认目标人物当前的姿态是否符合标准姿态，判断的标准包括：目标人物的肩膀是否放平、目标人物的背部是否弯曲和目标人物的头部是否倾斜，同时并根据获取得到目标人物的姿态信息来判断穿戴本体1位置，接着再通过距离传感器5来检测目标人物头部到穿戴本体1之间的距离，同样判断该距离是否符合标准距离。本实用新型通过对目标人物就坐时的姿态信息和头部到穿戴本体1之间的距离两个条件来判读其坐姿是否正确，可提高判断结果的准确性，来帮助目标人物纠正坐姿，形成长期保持良好坐姿的习惯。

具体地，同一身高，由于在书写时佩戴有穿戴设备的手腕摆放位置不同，目标人物头部到穿戴本体1的距离也不同，因此，根据手腕摆放位置的不同可对应得到多个不同标准距离。即关于标准距离的确认，首先只有确定获取的姿态信息符合标准姿态后，才通过该姿态信息来确定穿戴本体1的位置(例如根据当前标准姿态的成像角度来确认穿戴本体1的对应位置)，再根据穿戴本体1的位置计算得到对应标准距离，最后再将距离传感器5测量得到的目标人物头部到穿戴本体1的距离与对应标准距离进行比对。实际应用中，对于不同目标人物的身高不同，要求目标人物头部到穿戴本体1的距离的标准也不同，即每一个身高可分别对应穿戴本体1的不同位置有多个标准距离。

具体地，结构发射器发出的不可见光可为红外光。

具体地，穿戴本体1具有主板，主板储存有标准姿态和对应每一个身高的多个标准距离。使用时，用户只需要输入目标人物的身高信息，就可调取出对应身高的多个标准高度，适用性广。在实际应用中，该穿戴设备的应用场景可以是对书写坐姿的判断，也可以对电脑使用的坐姿判断。

可选地，为了实现安装座2转动角度的自动调节，该穿戴本体1可设置有驱动件(图中未示出)，用于驱动安装座2使其相对穿戴本体1转动，自动化程度高，提高用户的使用体验。

可选地，由于用户在进行书写时，佩戴有该穿戴设备的手腕位置会存在变化，从而出现结构光发射器3发射的不可见光无法全面覆盖到目标人物上的现象，导致红外摄像头4获取的姿态信息不全面，无法进行有效的姿态判断，通过在穿戴本体1上设置有陀螺仪(图中未示出)，并使得陀螺仪和驱动件电连接，陀螺仪感应穿戴本体1的当前倾斜量后反馈主板，然后由主板控制驱动件运转，控制安装座2转动，使得结构光发射器3、红外摄像头4、距离传感器5始终朝向目标人物方向，结构光发射器3发射出的不可见光可对目标人物进行全面覆盖，确保红外摄像头4获取目标人物姿态信息的完整性，以及距离传感器5检测得到目标人物头部到穿戴本体1的距离的准确性。通过陀螺仪和驱动件的结合，在目标人物书写期间，不论穿戴本体1的位置如何改变，都可实现对目标人物坐姿的实时监控。

可选地，安装座2的转动角度范围为0-90°。

可选地，安装座2通过旋转轴(图中未示出)与穿戴本体1连接，使得安装座2的转动顺畅。

可选地，旋转轴具有两根，两根旋转轴分别位于安装座2的相对两端，两根旋转轴的轴线处于同一直线上。

可选地，驱动件为电机，电机通过传动组件与安装座2上任一端的旋转轴传动连接。实际应用中，电机也可具有两个，安装座2相对两端的旋转轴分别传动连接有一个电机。

具体地，传动组件可为传动轴，可确保电机动力传递的稳定性，进而保证安装座2转动的平稳性。

具体地，该智能穿戴设备还包括表带6，表带6通过表耳件连接于穿戴本体1的相对两端，表带6上设置有压力传感器，正常书写状态下，目标人物的手腕放在书写桌面上，当表带6上的压力传感器与书写桌面接触发出信号后，结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5才开始工作。

具体地，安装座2可为矩形块、圆柱块、菱形块等等。本实施例中，安装座2为矩形块。

可选地，穿戴本体1的正面(正面具体指穿戴本体1显示屏所在的面)可设置有用于容纳安装座2的安装槽(图中未示出)，安装槽位于穿戴本体1上与表带6连接的任意一端(即指表盘上12点或6点方向)，安装座2可嵌于安装槽内。本实施例中，如图1和图2所示，结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5位于安装座2的上表面，安装槽位于穿戴本体1的靠近12点方向的一端，且安装槽在朝向12点方向的槽壁为开口，初始状态时(安装座2没有转动的情况)，安装座2的上表面与穿戴本体1的正面平齐，安装座2沿顺时针方向旋转，当安装座2的旋转角度最大时，安装座2的上表面垂直于穿戴本体1的正面。

作为另一种实施方法，结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5位于安装座2的前侧面上(安装座2朝向6点方向的面)，且安装槽位于穿戴本体1的靠近6点方向的一端，且安装槽在靠近点方向的槽壁与穿戴本体1的侧面重合，即安装槽在靠近6点方向和朝向穿戴本体1的正面的方向均为开口，初始状态(安装座2没有转动的情况)，安装座2的前侧面垂直于穿戴本体1的正面，安装座2沿逆时针方向旋转，当安装座2的旋转角度最大时，安装座2的前侧面与穿戴本体1的正面平齐。当然，可以理解地，当结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5位于安装座2的前侧面上时(安装座2朝向12点方向的面)，安装槽也可位于穿戴本体1靠近12点方向的一端，此结构中，只有当安装座2旋转至一定角度后，结构光发射器3、红外摄像头4和距离传感器5才不会被安装槽的槽壁所遮挡。

在实际应用中，当穿戴设备不需要使用坐姿校正功能时，可控制安装座2转动回到初始状态，确保穿戴本体1外观的一致性，同时也避免安装座2影响穿戴设备的正常使用。

可选地，穿戴本体1还设置有报警组件，当目标人物的姿态信息和目标人物头部到穿戴本体1的距离不符合标准时，报警组件对应发出不同的报警信号，来提醒用户注意纠正坐姿。

具体地，报警组件可为扬声器、显示灯或震动马达中的任两种组合，扬声器可发出录制好的语音提醒用户，显示灯可通过闪灭来提醒用户，振动马达可通过控制穿戴设备振动来提醒用户。具体地，轮廓姿态和目标人物头部到书写桌面距离对应不同的提醒方式，便于用户意识到哪一个条件不符合标准，便于及时调整。

具体地，穿戴本体1内还设置有充电电池，用于为为器件进行供电。

如图3所示，本实用新型还提供了一种坐姿校正方法，用于上述的带坐姿校正功能的智能穿戴设备，包括以下步骤：

S1、控制结构光发射器3向目标人物所在的区域发出不可见光，通过红外摄像头4收集经目标人物反射的不可见光以获得目标人物的姿态信息；

S2、判断姿态信息是否符合标准姿态，若符合标准姿态，则执行步骤S3，若不符合标准姿态，则执行步骤S5；

S3、通过距离传感器5获取目标人物头部到穿戴本体1的距离；

S4、判断目标人物头部到穿戴本体1的距离是否符合标准距离，若符合标准距离，则报警组件不响应，若不符合标准距离，则执行步骤S6；

S5、发出报警信息，提醒目标人物调整坐姿,并执行步骤S1；

S6、发出报警信息，提醒目标人物调整头部高度，并执行步骤S3。

具体地，姿态信息的判断包括：目标人物的肩膀是否放平、目标人物的背部是否弯曲(或者弯曲范围是否符合标准)和目标人物的头部是否倾斜(或者倾斜范围是否符合标准)。

具体地，步骤S3前，若符合标准姿态，先根据获取得到目标人物姿态信息来判断穿戴本体1的位置，以获取该对应姿态信息下目标人物头部到穿戴本体1的标准距离。

本实施例提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备的使用参考如下：

开启智能穿戴设备的坐姿校正功能，输入目标人物的身高信息，调取符合目标人物身高的多个标准距离，借助陀螺仪感应当前穿戴本体1倾斜量，然后反馈给电机进而控制电机运转，对安装座2的角度进行调整，使得结构光发射器3、红外摄像头4、距离传感器5始终朝向目标人物方向，结构光发射器3发射的不可见光覆盖目标人物上半身，通过红外摄像头4接收经目标人物反射回来不可见光得到目标人物的姿态信息，将该姿态信息与标准姿态进行比对，通过确认目标人物的肩膀是否放平、目标人物的背部是否弯曲和目标人物的头部是否倾斜等条件，来判断姿态信息是否符合标准姿态，若姿态信息不符合标准姿态，则报警组件发出报警信号提醒目标人物调整身形，并再次进行判断，直至目标人物的姿态信息符合标准姿态后才可以进行下步操作；接着通过距离传感器5检测穿戴本体1到目标人物头部之间的距离，将穿戴本体1到目标人物头部之间的距离与标准距离进行比对，若穿戴本体1到目标人物头部之间的距离不符合标准距离，则报警组件发出报警信号提醒目标人物调整头部位置，并再次进行判断，直至穿戴本体1到目标人物头部之间的距离符合标准距离为止。

本方法通过对目标人物的姿态信息和穿戴本体1到目标人物头部之间的距离进行条件判断，只有当两者都符合标准，才确认目标人物的坐姿符合标准，来培养用户形成良好的坐姿的习惯，保持正确的读写姿势，有效地预防近视。

本实用新型实施例所提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，当目标人物处于就坐状态时，通过控制安装座2旋转，使得结构光发射器3发出的不可见光可覆盖目标人物，然后通过红外摄像头4接收经目标人物反射回来的不可见光以获取目标人物的姿态信息，最后再通过距离传感器5检测目标人物头部到穿戴本体1的距离，根据姿态信息及目标人物头部到穿戴本体1的距离来判断目标人物坐姿是否符合标准，当目标人物的姿态信息和穿戴本体1到目标人物头部的距离中任意一个信息不符合标准时，报警组件发出对应的报警信号来提醒目标人物纠正坐姿。本实用新型提供的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备能帮助目标人物形成长期保持良好坐姿的习惯。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，包括穿戴本体，其特征在于，所述穿戴本体设置有安装座、用于向目标人物投射不可见光的结构光发射器、用于接收经所述目标人物所反射不可见光以获取目标人物姿态信息的红外摄像头和用于检测目标人物头部到穿戴本体距离的距离传感器，所述安装座与所述穿戴本体转动连接，所述结构光发射器、红外摄像头和距离传感器均位于所述安装座。

2.如权利要求1所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述穿戴本体设置有用于驱动所述安装座相对所述穿戴本体转动的驱动件。

3.如权利要求2所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述穿戴本体还设置有陀螺仪，所述陀螺仪和所述驱动件电连接，所述陀螺仪获取所述穿戴本体的倾斜角度并根据所述倾斜角度来控制所述驱动件运转。

4.如权利要求2所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述安装座的转动角度范围为0-90°。

5.如权利要求2所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述安装座通过旋转轴与所述穿戴本体连接。

6.如权利要求5所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述旋转轴具有两根，两根所述旋转轴分别位于所述安装座的相对两端。

7.如权利要求6所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述驱动件为电机，所述电机通过传动组件与所述安装座上任一端的所述旋转轴传动连接。

8.如权利要求1所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述穿戴本体上设置有用于容纳所述安装座的安装槽。

9.如权利要求1所述的一种带坐姿校正功能的智能穿戴设备，其特征在于，所述穿戴本体还设置有报警组件。

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