一种智能座椅及智能座椅交互系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能座椅及智能座椅交互系统，包括座部和靠背，包括第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫，光纤感应垫置于座部的中间位置处，第一电容传感模块和第二电容传感模块分别置于光纤感应垫上方的左右两侧；一种智能座椅交互系统，包括智能座椅和集成在电路板上的蓝牙无线通讯模块。相比于现有技术，本实用新型专利技术能够精确且又稳定地监测到坐时最优的人体体征数据(心跳频率数据和呼吸频率数据)和坐姿数据。

An intelligent seat and its interactive system

【技术实现步骤摘要】
一种智能座椅及智能座椅交互系统
本技术涉及一种人体体征测量
，具体地，涉及一种智能座椅及智能座椅交互系统。
技术介绍
随着互联网设备和数字医疗产业的到来，健康办公和健康监测已成为大众日益关注的领域，无论是在办公场合还是家庭场合，监控坐时人体生命体征诸如心率、呼吸率已成为市场的强烈需求；在医疗机构外，跟踪生命体征能让个人将他们的健康状况量化和概念化，帮助个人时刻保持关注他们的健康和健康需要及进度、保持实现健康和健身目标所需的动力。目前市场上存在一些通过不同类型的传感器实现检测坐时人体体征的测量系统，但是此类系统仍存在较多缺陷：首先，当个人坐时产生身体动作、座椅移动等常见情况时不能准确测量人体体征，其次，当座椅采用不同厚度、材质、软硬度时传感器检测到的信号差异较大，此外，当人体体重较轻时难以通过单纯的压力式传感器准确测量到人体体征，人体压力传导到传感器上的压力较弱情况时无法准确的计算测量，进而导致难以准确地检测人体体征信息。为了有效解决上述技术问题，本技术提出一种监测精确且稳定的监测坐时人体体征和坐姿情况的智能座椅及智能座椅交互系统。
技术实现思路
本技术针对上述现有技术中存在的不足，提供一种监测精确且稳定的监测坐时人体体征和坐姿情况的智能座椅及智能座椅交互系统。本技术的技术方案是这样实现的：一种智能座椅，包括座部和靠背，其特征在于：包括第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫，光纤感应垫置于座部的中间位置处，第一电容传感模块和第二电容传感模块分别置于光纤感应垫上方的左右两侧。本技术通过设置在座椅内的第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫采集原始数据，经过分析和处理，能够综合得出坐姿数据和体征数据(心跳和呼吸)；其中将第一电容传感模块、第二电容传感模块置于座部处来采集因心脏搏动、呼吸运动所产生的电容值(最终采集体征数据)，原因在于人体坐于座部上时，垂直方向上的作用力会更容易采集到因心脏搏动、呼吸运动所产生的细微变化；同时，第一电容传感模块、第二电容传感模块与光纤感应垫上下叠放的原因在于：光纤感应垫内光纤的感应太灵敏而常有干扰信号，将光纤感应垫置于下方使得光纤相对于第一电容传感模块、第二电容传感模块离人体稍远一些，使得光纤的压力感应趋于正常、更为准确，再者，将第一电容传感模块、第二电容传感模块置于光纤感应垫上方，与人体更近一些，其灵敏性就不会受到下方硅胶密封盖板的影响，检测也更为精准和稳定，同时分布于光纤感应垫上方的左右两侧，可以采集到人体左倾或右倾的坐姿数据。作为优选，所述座部从上往下依次包括上座部和下座部，第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫置于上座部和下座部之间。实现人体就坐时测量体征，同时又能保护好第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫。作为优选，所述第一电容传感模块、第二电容传感模块均包括面积大小可调的呈平面状或类平面状的导电材料。这样可以灵活的根据实际应用中座椅坐垫、海绵的厚度、硬度、面积进行面积调节，在改变第一电容传感模块、第二电容传感模块面积后可再进一步地进行灵敏度调节即可。作为优选，所述光纤感应垫呈平面状或类平面状，其包括柔性硅胶底板、固定设置在柔性硅胶底板上的光纤、以及用以密封保护所述光纤的柔性硅胶密封盖板。所述光纤感应垫利用光纤形变所产生的光损耗变化来采集到人体就坐于座椅上的压力及压力变化情况，光纤感应垫整体呈平面状或类平面状，实现低成本、稳定可靠且精密度极高的面状压力采集；利用硅胶底板和硅胶密封盖板将光纤固定和包裹，避免因人体就坐时光纤出现移位或断裂的情况，确保了光纤感应垫的整体性，同时具备了在人体离开座椅后恢复至原始状态的回弹性能。作为优选，所述光纤呈螺旋状或栅栏状地盘绕并粘胶固定在底板上。光纤呈螺旋状或者栅栏状地盘绕并粘胶固定在底板上，使得光纤之间的交叉点可以产生足够多的形变，从而达到能够分辨出压力区别的光损耗数值，同时根据不同的座椅厚度，可灵活改变光纤交叉点的多少进行调节采集灵敏度作为优选，所述光纤感应垫的厚度为4mm-10mm。呈平面状或类平面状、厚度为4mm～10mm的光纤感应垫扁平且厚度很低，适用于座椅使用，且又不影响座椅的舒适性。作为优选，包括体征和坐姿采集模块，包括所述第一电容传感模块、第二电容传感模块及电容采集模块、信号放大模块，其连接主控制模块，用以采集人体原始体征信号和原始坐姿信号；压力采集模块，包括所述光纤感应垫及光纤收发模块、滤波模块，连接主控制模块，用以采集人体在坐时对座椅座部产生的原始压力信号；运动状态采集模块，包括三轴加速度传感模块，连接主控制模块，用以采集人体在坐时对座椅产生的原始运动状态信号；主控制模块，用以接收、处理各模块所采集的原始体征信号、原始坐姿信号、原始压力信号、原始运动状态信号后，得到最终的心跳频率、呼吸频率的体征数据和坐姿数据；电源模块，连接主控制模块，为各模块供电；在座椅上设有电路板，所述电容采集模块、信号放大模块、光纤收发模块、滤波模块、三轴加速度传感模块、主控制模块、电源模块均集成在电路板上。本技术通过设置于座椅的体征和坐姿采集模块、压力采集模块、运动状态采集模块得到对应的人体原始体征信号和原始坐姿信号、原始压力信号、原始运动状态信号，并经过主控制模块的处理和运行，获得人体体征数据(心跳频率数据、呼吸频率数据)，同时该系统能够准确地获得人体的坐姿数据，包括左倾、右倾、前倾、后倾的坐姿情况。作为优选，所述第一电容传感模块的、第二电容传感模块的输出端均依次连接电容采集模块的输入端、信号放大模块的输入端后连接至主控制模块的输入端，用以采集人体原始体征信号、左倾或右倾的原始坐姿信号。所述第一电容传感模块、第二电容传感模块所产生对应的电容值为人体原始体征信号和原始坐姿信号的获取提供基础；基于当人体与第一电容传感模块、第二电容传感模块在同等距离下，不同面积的导电材料与人体接近时所产生的电容值不同，当导电材料同等面积下，人体与第一电容传感模块、第二电容传感模块的距离不同所产生的电容值不同，接触面积越大、距离越近所产生的电容值会越大的原理，在人体心脏搏动、呼吸运动情况下，当人体距离第一电容传感模块、第二电容传感模块产生反作用力后有细微变化时便会产生细微的电容值变化，高精度的电容采集模块可将因心脏搏动、呼吸运动情况所产生的细微变化而产生连续的不同电容值并转换为连续的数字信号，经信号放大模块放大后采集到连续的原始体征信号；利用第一电容传感模块、第二电容传感模块各自所采集到的不同电容值在转换后进行对比，采集到人体左倾或右倾的原始坐姿信号，由此最终能够更准确、精确地获得体征数据、坐姿数据。作为优选，所述体征和坐姿采集模块还包括置于座椅靠背处的第三电容传感模块，第三电容传感模块的输出端依次连接电容采集模块的输入端、信号放大模块的输入端后连接至主控制模块的输入端，用以采集人体前倾或后倾的原始坐姿信号。所述第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能座椅，包括座部和靠背，其特征在于：包括第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫，光纤感应垫置于座部的中间位置处，第一电容传感模块和第二电容传感模块分别置于光纤感应垫上方的左右两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能座椅，包括座部和靠背，其特征在于：包括第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫，光纤感应垫置于座部的中间位置处，第一电容传感模块和第二电容传感模块分别置于光纤感应垫上方的左右两侧。


2.根据权利要求1所述的一种智能座椅，其特征在于，所述座部从上往下依次包括上座部和下座部，第一电容传感模块、第二电容传感模块、光纤感应垫置于上座部和下座部之间。


3.根据权利要求1所述的一种智能座椅，其特征在于：所述第一电容传感模块、第二电容传感模块均包括面积大小可调的呈平面状或类平面状的导电材料。


4.根据权利要求1所述的一种智能座椅，其特征在于：所述光纤感应垫呈平面状或类平面状，其包括柔性硅胶底板、固定设置在柔性硅胶底板上的光纤、以及用以密封保护所述光纤的柔性硅胶密封盖板。


5.根据权利要求4所述的一种智能座椅，其特征在于：所述光纤呈螺旋状或栅栏状地盘绕并粘胶固定在底板上。


6.根据权利要求1所述的一种智能座椅，其特征在于：所述光纤感应垫的厚度为4mm-10mm。


7.根据权利要求1所述的一种智能座椅，其特征在于：包括
体征和坐姿采集模块，包括所述第一电容传感模块、第二电容传感模块及电容采集模块、信号放大模块，其连接主控制模块，用以采集人体原始体征信号和原始坐姿信号；
压力采集模块，包括所述光纤感应垫及光纤收发模块、滤波模块，连接主控制模块，用以采集人体在坐时对座椅座部产生的原始压力信号；
运动状态采集模块，包括三轴加速度传感模块，连接主控制模块，用以采集人体在坐时对座椅产生的原始运动状态信号；
主控制模块，用以接收、处理各模块所采集的原始体征信号、原始坐姿信号、原始压力信号、原始运动状态信号后，得到最终的心跳频率、呼吸频率的体征数据和坐姿数据；
电源模块，连接主控制模块，为各模块供电；
在座椅上设有电路板，所述电容采集模块、信号放大模块、光纤收发模块、滤波模块、三轴加速度传感模块、主控制模块、电源模块均集成在电路板上。


8.根据权利要求7所述的一种智能座椅，其特征在于，所述第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪良正，张叙俊，朱志华，黎启坤，
申请(专利权)人：浙江圣奥家具制造有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33