智能多功能座椅系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能多功能座椅系统，包括座椅主体和上位机，所述座椅主体包括机械结构模块、驱动模块和控制模块；其中，控制模块通过数据总线与上位机相连，接收上位机发送的控制信号用于控制驱动模块来调整机械结构模块的姿态与实现座椅的运动控制；所述上位机包括数据采集模块和数据处理模块；其中，数据采集模块采集用户使用座椅过程中的压力信号，并将采集到的压力信号发送给上位机，上位机根据所述压力信号生成相应的控制信号并发送给控制模块。通过本发明专利技术可识别用户行动意图做出相应的运动控制，在缓解久坐疲劳，提高坐、躺姿舒适度等方面起到一定作用。

Intelligent multi-function seat system

The invention discloses an intelligent multifunctional seat system, including the seat body and the seat body upper machine, including mechanical structure module, driver module and control module; the control module is connected through a data bus with PC, sends a control signal for controlling the drive module to adjust the mechanical structure module the attitude and implementation of the movement of the seat control; the host computer comprises a data acquisition module and data processing module; the data acquisition module to collect user pressure signals in the process of the seat, and the pressure signal collected is sent to the host computer, the host computer of the pressure signal to generate the corresponding control signal is sent to the control module according to the. Through the invention, we can identify user action intention and make corresponding motion control, which plays a certain role in alleviating sedentary fatigue and improving sitting and lying comfort.

【技术实现步骤摘要】
智能多功能座椅系统
本专利技术涉及一种智能多功能座椅系统，尤其涉及一种坐、躺两用、姿态可调、能够识别人体行动意图的智能多功能座椅系统。
技术介绍
目前，智能家居发展较为迅速，作为智能家居部分之一的智能多功能座椅系统在日常生活中扮演的角色越来越重要，无论是上班族的生活、办公，还是老年人日常休息，都离不开智能多功能座椅系统。然而，现在市场上大量的椅具功能相对简单、智能化程度相对较弱。大量椅具的批量化生产，使得椅具结构相对单一，尺寸相对固定，椅面形式较少，根据用户量身定做、可调尺寸的椅具较少；虽已有可调靠背位置和椅座位置的椅具，但其可调姿态有限、舒适性相对较差，适用范围相对较小，并不能够满足各种人群；现有椅具可移动性差，主要靠人体的腿部用力来控制可移动椅具的运动速度及方向，能够主动识别人体行动意图进行主动运动的智能多功能座椅系统极少，虽然智能化轮椅、康复机器在人体运动意图识别方面研究较多，但其主要基于眼电信号、肌电信号和脑电信号等控制轮椅运动，该项技术相对复杂。因此，本专利技术提供一种根据用户需求尺寸可调、姿态可调的智能多功能轮椅，并且可识别用户行动意图并做出相应的运动，作为用户的移位工具。该椅具适用于各类人群，包括白领上班族、学生、老年人。同时，可作为行动不便者的卧床和代步工具。在缓解用户久坐疲劳，提高坐、躺姿舒适度方面得到改善。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可根据多功能、多工作模式的智能多功能座椅系统，用户可根据自身需求调整尺寸、姿态等，并且可识别用户行动意图并做出相应的运动，作为用户的移位工具。以此满足各人群对智能多功能座椅系统需求，缓解其久坐疲劳，提高坐、躺姿舒适度。为实现本专利技术之目的，采用以下技术方案予以实现：一种智能多功能座椅系统，包括座椅主体和上位机，其中：所述座椅主体包括机械结构模块、驱动模块和控制模块；其中，控制模块通过数据总线与上位机相连，接收上位机发送的控制信号，根据该控制信号调整机械结构模块的姿态与进行座椅的运动控制；所述上位机包括数据采集模块和数据处理模块；其中，数据采集模块采集用户使用座椅过程中的压力信号，并将采集到的压力信号发送给上位机，上位机根据所述压力信号生成相应的控制信号并发送给控制模块。所述的智能多功能座椅系统，优选的：机械结构模块包括底座部分、腿部支撑部分和靠背支撑部分，其中底座部分包括壳体、用于座椅移动的前轮和座椅运动驱动轮；壳体用于安装驱动模块的各驱动电机、控制模块的控制电路、距离传感器、数据采集单元的数据采集卡；腿部支撑部分包括左腿部支撑部分和右腿部支撑部分，每个腿部支撑部分都包括大腿支撑板、小腿支撑板和直线驱动器；靠背支撑部分包括底背板、腰部支撑板、肩部支撑板和直线驱动器。所述的智能多功能座椅系统，优选的：底背板一端通过铰链与壳体相连，另一端通过铰链与腰部支撑板相连，腰部支撑板另一端与肩部支撑板相连，第一直线驱动器两端分别与壳体和肩部支撑板相连；底背板、直线驱动器与壳体相连的两处铰链点分别各用一台驱动电机驱动。所述的智能多功能座椅系统，优选的：大腿支撑板一端通过铰链与壳体相连，另一端通过铰链与小腿支撑板相连，第二直线驱动器两端分别与壳体和小腿支撑板相连；大腿支撑板与壳体相连的铰链处用驱动电机驱动。所述的智能多功能座椅系统，优选的：数据采集模块包括压力传感器和数据采集单元,其中，压力传感器用于前端动态采集用户使用椅具过程中的压力信号，其设置在座椅的座板、腿部支撑部件和靠背支撑部件上面；数据采集单元采集压力传感器的压力信号，对采集到的传感器信号进行A/D转换，并将转换后的数字信号发送给上位机。所述的智能多功能座椅系统，优选的：数据处理模块包括数据分析模块和舒适度评估模块，数据分析模块和舒适度评估模块通过数学算法对收集到的信号进行分析和评估。所述的智能多功能座椅系统，优选的：多个压力传感器在横向和纵向上每隔预定距离分别布置在底板支撑板和左、右腿支撑板上，呈网格状排列，分为6个区域，分别是左、右坐骨节点区域，左、右大腿上端区域，以及左、右大腿下端区域，每个压力传感器都具有唯一标识，用于标识该传感器，数据处理模块中设有存储表，用于存储每个传感器的标识以及位置坐标。所述的智能多功能座椅系统，优选的：数据处理模块接收数据采集模块传来的原始压力信号，数据分析模块对原始压力信号进行降噪处理，得到降噪处理后的压力信号，数据分析模块对六个区域中的每个区域内的信号进行一次求导，得到每个区域的所有压力信号中的前五阶极大值，将该前五阶极大值及其所在位置坐标输入到数据分析模块的神经网络模型中，通过神经网络模型确定行动意图的分类，数据处理模块根据所述确定的行动意图，发出相应的控制信号给控制模块。所述的智能多功能座椅系统，优选的：所述控制模块接收该控制信号并执行对驱动模块的相应控制来调整、控制靠背支撑部分和腿部支撑部分的姿态与实现椅具的运动控制。所述的智能多功能座椅系统，优选的：座椅的底背部区域、腰部区域、肩部区域、底板区域、左大腿区域、右大腿区域、左小腿区域和右小腿区域中均布置有网格状排列压力传感器，每个压力传感器都具有唯一标识，用于标识该传感器，数据处理模块中设有存储表，用于存储每个压力传感器的标识以及位置坐标；数据处理模块接收数据采集模块传来的原始压力信号，由舒适度评估模块通过数字图像降噪方法对该原始压力信号进行降噪处理，以得到降噪处理后的压力信号，舒适度评估模块根据该降噪处理后的压力信号进行舒适度评估。所述的智能多功能座椅系统，优选的：舒适度评估模块利用层次分析，建立舒适度评估数学模型,该评估模型分为三层，分别是目标层、准则层和方案层；目标层包括一个元素，即椅具舒适度评分；准则层包括8个元素，分别是底背部区域、腰部区域、肩部区域、底板区域、左大腿区域、右大腿区域、左小腿区域和右小腿区域的压力值；方案层包括准则层中各区域压力信号的均值、方差和差值绝对值和；差值绝对值和采用1-9的标度形式，由此构建判断矩阵，得出各因素对椅具舒适度评分的权重。所述的智能多功能座椅系统，优选的：舒适度评估模块根据该压力信号进行舒适度评估，并对得出的舒适度评分进行判断，如果判断舒适度评分低于设定的阈值，则通过数据显示预警模块显示相关的评分参数。所述的智能多功能座椅系统，优选的：用户根据显示预警模块显示的评分通过人机交互模块控制椅具的姿态调整。所述的智能多功能座椅系统，其特征在于：舒适度评分的公式为：其中，C为评估分值，i为各个不同区域；ωi1、ωi2和ωi3为各区域三个参数的权重系数的压力值；Ai为各区域压力均值；Di为各区域压力方差；Bi为所测压力值与各点理想压力值之差绝对值的和。本专利技术公开的智能多功能座椅系统具有以下优点：1.该座椅系统机械结构模块各部件长度可根据用户的不同自行调整，以满足身材不同的用户，即可根据用户进行量身订做。2.该座椅系统具有多种工作模式，多种不同的功能，舒适度较好。3.该座椅系统能够识别用户行动意图并做出相应的响应。4.该座椅系统能够监测用户当前姿态并可对当前姿态进行评估，对用户姿态选取起到一定指导作用。附图说明图1是根据本专利技术的智能多功能座椅系统组成框图；图2是根据本专利技术的智能多功能座椅系统侧视结构示意图；图3a-3b分别是根据本专利技术的智能多功能座椅系统靠背支撑部件及腿部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能多功能座椅系统，包括座椅主体和上位机，其特征在于：所述座椅主体包括机械结构模块、驱动模块和控制模块；其中，控制模块通过数据总线与上位机相连，接收上位机发送的控制信号，根据该控制信号调整机械结构模块的姿态与进行座椅的运动控制；所述上位机包括数据采集模块和数据处理模块；其中，数据采集模块采集用户使用座椅过程中的压力信号，并将采集到的压力信号发送给上位机，上位机根据所述压力信号生成相应的控制信号并发送给控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种智能多功能座椅系统，包括座椅主体和上位机，其特征在于：所述座椅主体包括机械结构模块、驱动模块和控制模块；其中，控制模块通过数据总线与上位机相连，接收上位机发送的控制信号，根据该控制信号调整机械结构模块的姿态与进行座椅的运动控制；所述上位机包括数据采集模块和数据处理模块；其中，数据采集模块采集用户使用座椅过程中的压力信号，并将采集到的压力信号发送给上位机，上位机根据所述压力信号生成相应的控制信号并发送给控制模块。2.根据权利要求1所述的智能多功能座椅系统，其特征在于：机械结构模块包括底座部分、腿部支撑部分和靠背支撑部分，其中底座部分包括壳体、用于座椅移动的前轮和座椅运动驱动轮；壳体用于安装驱动模块的各驱动电机、控制模块的控制电路、距离传感器、数据采集单元的数据采集卡；腿部支撑部分包括左腿部支撑部分和右腿部支撑部分，每个腿部支撑部分都包括大腿支撑板、小腿支撑板和直线驱动器；靠背支撑部分包括底背板、腰部支撑板、肩部支撑板和直线驱动器。3.根据权利要求2所述的智能多功能座椅系统，其特征在于：底背板一端通过铰链与壳体相连，另一端通过铰链与腰部支撑板相连，腰部支撑板另一端与肩部支撑板相连，第一直线驱动器两端分别与壳体和肩部支撑板相连；底背板、直线驱动器与壳体相连的两处铰...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊瑜波，兰陟，李宏亮，王强，王丽，陶春静，
申请(专利权)人：国家康复辅具研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11