一种儿童智能座椅及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种儿童智能座椅及控制方法，座椅包括靠背和底座；压力传感器和重量传感器，压力传感器用于检测人体施加于椅背的压力，重量传感器用于检测人体的重量；调角装置，其包括上片和下片，上片一端连接靠背，下片一端连接底座，上片另一端的内圆环凸台与下片另一端的外圆环凸台旋转连接，调角装置内侧安装在底座和靠背的连接处；其中，内圆环凸台的中心处开设内齿轮；伺服电机，其转动轴与内齿轮啮合从而带动上片转动，伺服电机安装在上片外侧；控制器，其用于控制伺服电机开启和关闭，控制器连接传感器组和伺服电机。本发明专利技术的座椅根据压力及儿童身高来判断需要调整的角度，智能感应并控制调角器调整至需要的角度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种儿童座椅。更具体地说，本专利技术涉及一种智能儿童座椅及控制座椅调整角度的方法。
技术介绍
目前私家车普及率很高，大部分家长用车接送儿童上下学，但不少家长误以为，将孩子揽入怀中坐在副驾驶位置是最安全的方式，此种行为往往低估了车辆碰撞时产生的冲击力强度，当车速达到50km/h时(市内行驶的普通速度)，一个体重40kg的儿童就相当于1吨的运动物体。而孩子在高速撞击中所产生的冲力相当于一个大象的重量。此时要抱住孩子，相当于用手去救一个从四层楼堕落的成人，不仅如此，儿童还容易被弹出的安全气囊压破内脏，为了保障儿童的乘车安全，通常在汽车座椅上安装儿童安全座椅来保护儿童。然而市面上儿童座椅都存在一定的问题，1、部分座椅靠背角度不能调节，当座椅正向安装时，使儿童安全座椅与汽车座椅配合不好，影响安全性；而当座椅反向安装时，如不能调节靠背角度，年龄小的儿童就不能躺在座椅里，儿童乘坐的舒适性降低。2、另一部分儿童座椅虽能调节角度，但调角器普遍结构复杂，操作不便，调节时力度难以控制，可靠性较差，容易于出现调角器脱位现象，对儿童安全构成威胁3、座椅的调整只能依靠儿童的监护人开调节。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种儿童智能座椅及控制方法，利用传感器探测施加在椅背上的压力及儿童身高来判断需要调整的角度，智能感应并控制调角器调整至需要的角度。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种儿童智能座椅的控制方法，包括以下步骤：步骤一、压力传感器测量人体施加于椅背的压力Fp，重量传感器测量人体重量G；步骤二、控制器接收传感器组的压力Fp和重量G信号，并计算压力Fp的施加时间t，当t＜35秒时，控制器判断不动作；当t≥35秒时，控制器计算舒适角θ：θ=θ0+Fp×sin(90+θ0)eA×(180-θ0),]]>其中A=κ0×G·hG0·h0]]>其中，θ为适于儿童的靠背与底座之间的舒适角；θ0为靠背与底座之间的初始角度；κ0为第一控制系数；G0为标准人体重量；h0为标准高度；步骤三、控制器启动伺服电机，伺服电机带动调角装置旋转靠背，使靠背以固定的角速度调整至舒适角θ后，控制器关闭伺服电机。本专利技术的目的还可通过一种儿童智能座椅来实现，所述座椅包括：靠背和底座；传感器组，包括压力传感器和重量传感器，所述压力传感器用于检测人体施加于椅背的压力，所述重量传感器用于检测人体的重量，所述传感器组安装在座椅上；调角装置，其包括上片和下片，上片一端连接靠背，下片一端连接底座，上片的另一端与下片另一端通过轴承可旋转连接，所述调角装置内侧安装在底座和靠背的连接处；伺服电机，其驱动上片转动；控制器，其连接传感器组和伺服电机，所述控制器用于控制伺服电机开启和关闭。优选的是，所述下片，其另一端为外圆环凸台；上片，其另一端为内圆环凸台，所述内圆环凸台中心具有内齿轮；其中，所述外圆环凸台与所述内圆环凸台通过轴承连接，所述轴承用于支撑上片相对于下片在90-180度之间转动；其中，所述内齿轮与伺服电机的转动轴相啮合；下盖，其能够与下片配合形成封闭结构，所述下盖通过螺栓与下片连接；其中，下盖与上片形成的容置空间用于放置伺服电机。优选的是，所述下片的外圆环凸台中心处开设定位孔。优选的是，所述下盖对应下片定位孔的位置为方型凸起。优选的是，所述伺服电机转动轴穿过定位孔后与内齿轮啮合。优选的是，还包括安全带。优选的是，所述控制器还包括通信模块，通信模块具有网络连接功能，能够连接到控制终端用以传输数据和接收命令。优选的是，所述控制终端为手机。本专利技术至少包括以下有益效果：1、根据传感器组测量的数据，精确计算适于儿童的靠背角度；2、利用控制器控制调角装置，匀速、缓慢调整靠背至计算角度，防止调整过度而打扰儿童的睡眠；3、防止汽车碰撞事故中，调角器能够承受冲击力而发生较大的变形或破坏，锁紧装置防止靠背回弹问题。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是本专利技术的儿童智能座椅示意图.图2是本专利技术的调角装置与电机的组装示意图。图3是本专利技术的调角装置的下片结构示意图。图4是本专利技术的调角装置的上片结构示意图。图5是本专利技术的齿轮结构示意图。图6是本专利技术的伺服电机结构示意图。图7是本专利技术的第一控制系数κ0的参数对照线。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。图1示出了根据本专利技术的儿童智能座椅的结构，包括：靠背110、底座120和调角装置130，还包括控制器、传感器组和伺服电机。靠背110由靠背架和靠背套组成，靠背架由上下两矩形框架组成，其中上、下呈一角度连接，优选的是，此角度适于背部弯曲，下框架的底轴为连接轴；靠背套套设在靠背架上，优选为弹性材料以减少汽车的惯性力。其中，压力传感器均匀分布在靠背套内部，压力传感器的布设方式为矩形阵列排布，行间距为10cm，每行等间距布设3个。人体的背部依靠在靠背110上，其内的压力传感器检测到施加的压力Fp、施加的时间t和施力点的高度h。底座120包括底座架、底座套和安装架。底座架与靠背架通过连接轴旋转连接，底座套套设在底座架上，重量传感器安装有安装在底座套内，安装座固定在底座架底部，用于将底座固定在汽车座椅上。传感器组，包括压力传感器和重量传感器，所述压力传感器用于检测人体施加于椅背的压力Fp，所述重量传感器用于检测人体的重量G，所述传感器组安装在座椅上。调角装置130包括下片131、上片132和下盖133，两个调角装置130对称布设在靠背110和底座120的连接处，上片132固定连接靠背110，下片固定连接底座120，上片132能够相对于下片131旋转90-180度。如图3所示，下片131包括外圆环凸台131a、上止点131b和下止点131c。下片131的主体为金属材质铁板，其一端为外圆环凸台131a，外圆环凸台131a内套本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种儿童智能座椅的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、压力传感器测量人体施加于椅背的压力Fp，重量传感器测量人体重量G；步骤二、控制器接收传感器组的压力Fp和重量G信号，并计算压力Fp的施加时间t，当t＜35秒时，控制器判断不动作；当t≥35秒时，控制器计算舒适角θ：θ=θ0+Fp×sin(90+θ0)eA×(180-θ0),]]>其中A=κ0×G·hG0·h0]]>其中，θ为适于儿童的靠背与底座之间的舒适角；A为角控因子；θ0为靠背与底座之间的初始角度；κ0为第一控制系数；G0为标准人体重量；h0为标准高度；步骤三、控制器启动伺服电机，伺服电机带动调角装置旋转靠背，使靠背以固定的角速度调整至舒适角θ后，控制器关闭伺服电机。

【技术特征摘要】
1.一种儿童智能座椅的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、压力传感器测量人体施加于椅背的压力Fp，重量传感器
测量人体重量G；
步骤二、控制器接收传感器组的压力Fp和重量G信号，并计算压
力Fp的施加时间t，当t＜35秒时，控制器判断不动作；
当t≥35秒时，控制器计算舒适角θ：
θ=θ0+Fp×sin(90+θ0)eA×(180-θ0),]]>其中A=κ0×G·hG0·h0]]>其中，θ为适于儿童的靠背与底座之间的舒适角；A为角控因子；
θ0为靠背与底座之间的初始角度；κ0为第一控制系数；G0为标准人体
重量；h0为标准高度；
步骤三、控制器启动伺服电机，伺服电机带动调角装置旋转靠背，
使靠背以固定的角速度调整至舒适角θ后，控制器关闭伺服电机。
2.一种儿童智能座椅，其特征在于，所述座椅包括：
靠背和底座；
传感器组，包括压力传感器和重量传感器，所述压力传感器用于
检测人体施加于椅背的压力，所述重量传感器用于检测人体的重量，
所述传感器组安装在座椅上；
调角装置，其包括上片和下片，上片一端连接靠背，下片一端连
接底座，上片的另一端与下片另一端通过轴承可旋转连接，所述调角
装置内侧安装在底座和靠背的连接处；...

【专利技术属性】
技术研发人员：石晶，魏丹，李刚，徐肖，包胡斯勒，
申请(专利权)人：辽宁工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21