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CN108312737A - 一种坐姿纠正智能笔 - Google Patents

一种坐姿纠正智能笔 Download PDF

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CN108312737A
CN108312737A CN201810173452.8A CN201810173452A CN108312737A CN 108312737 A CN108312737 A CN 108312737A CN 201810173452 A CN201810173452 A CN 201810173452A CN 108312737 A CN108312737 A CN 108312737A
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周曙天
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Abstract

本发明公开了一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，包括：笔芯伸缩传动装置、触摸传感器、处理器、电源模块、重力传感器模块、蓝牙模块、红外传感器，开关按钮等。所述处理器是整个坐姿纠正智能笔的核心控制芯片，检测各部分传感器状态，通过逻辑运算与算数运算对整支笔进行控制。本发明均采用低功耗传感器及低功耗处理器模块，设计精巧、严谨，弥补了目前市场上同类产品的在非正确书写姿势角度也能书写的设计死角。增添了物联网设计思想，通过手机App可以完全精确的掌握坐姿纠正智能笔的使用情况与数据统计等功能。最大限度的掌控了学生书写握笔姿势与坐姿的正确与标准，符合市场需求，提供了一种设计更加合理、功能更加完善的坐姿纠正智能笔。

Description

一种坐姿纠正智能笔
技术领域
本发明涉及学习用品领域，具体涉及一种坐姿纠正智能笔。
背景技术
青少年的坐姿是否正确、是否标准，将会直接影响到青少年的健康成长。不正确的坐姿会导致青少年脊椎、颈椎、肩部、腰部等疼痛，久而久之还会使骨骼变形，严重的还会发生坏死和病变。坐姿不正确除了会导致人的体形发生改变以外，还会导致青少年眼睛近视等。目前市场上也存在各种各样的纠正坐姿的产品，但是产品功能比较单一，性能也相对较差，不能够十分准确的对产品的使用进行多方位的掌控。甚至功能上还存在着漏洞与不足。如现在市场上流行的坐姿纠正笔必须要先保证在坐姿(非其它姿势书写，如站姿、卧姿等)书写的情况下才能使产品发挥作用，假如将坐姿纠正笔转换在树立的纸板上写字，就不能够起到自动缩回笔尖纠正坐姿、保护身体与保护视力的作用。并且目前市面上的坐姿纠正笔也无法实现物与物之间的联网。既然坐姿纠正笔要真正彻底纠正学生的坐姿问题，就应该可以对学生使用坐姿情况做到数据统计，根据坐姿笔的使用情况得到全面统计与分析，并且要在数据的统计中进行等级判定，根据不同等级来对学生加以帮助和正确引导。而坐姿纠正笔的数据获得应该使用当今最普及的移动终端——手机。
发明内容
本发明的目的是提供一种坐姿纠正智能笔，解决现有技术中坐姿笔只能在坐姿书写的情况下才能使产品发挥作用，假如将坐姿纠正笔转换在树立的纸板上写字，就不能够起到自动缩回笔尖纠正坐姿、保护身体与保护视力的作用，且目前市面上的坐姿纠正笔也无法实现物与物之间的联网，无法实现大数据的汇总和数据分析的技术问题。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，包括：笔芯伸缩传动装置、触摸传感器、处理器、电源模块、重力传感器模块、蓝牙模块、红外传感器，开关按钮，USB充电接口。其中技术还包括了处理器对触摸传感器、重力传感器、红外传感器信号的传输及控制技术；蓝牙模块与蓝牙设备之间的通讯技术及数据统计传输技术；报表统计技术进行智能计算。
所述笔芯伸缩传动装置是用来实现坐姿纠正智能笔笔尖伸缩，当触发到缩进指令的时候，传动装置将笔尖缩进；当触发到伸出指令的时候，传动装置将笔尖伸出。
所述触摸传感器是位于整支坐姿纠正智能笔的中部朝下的位置，也就是在整支笔的握笔的位置。通过四点触控来检测手的握笔位置是否正确。
所述处理器是整个坐姿纠正智能笔的核心控制芯片，用于检测各部分传感器状态，并通过逻辑运算与算数运算对整支笔进行控制。
所述电源模块包括稳压电路和蓄电池。用于为整个坐姿纠正智能笔提供稳定的电源。
所述重力传感器是用来检测坐姿纠正智能笔的倾斜角度，可以保证学生的握笔姿势保持在正确的倾斜角度。
所述蓝牙模块是用来与手机进行通讯，将所有坐姿纠正智能笔的数据传输到手机。
所述红外传感器是用来检测身体、头部与坐姿纠正智能笔之间的距离，按照重力传感器所处在角度的数据与从红外传感器与坐姿之间的距离进行计算，得到一个正确书写坐姿的范围。当距离过近或过远，将触发笔芯伸缩传动装置会缩进笔尖。
所述开关按钮是用来控制整个坐姿纠正智能笔的电源开与关，按钮按下，为整个坐姿纠正智能笔上电，处于工作状态；按钮弹开，整个坐姿纠正智能笔断开电源，坐姿纠正智能笔处于非工作状态。
所述USB接口：用来对电源模块中的蓄电池进行充电
本发明具有如下有益效果：
本发明均采用低功耗传感器及低功耗处理器模块，并且整个电路结构也符合低功耗的设计标准。
本设计精巧、严谨，弥补了目前市场上同类产品的在非正确书写姿势角度也能书写的设计死角。并增添了物联网设计思想，通过手机App可以完全精确的掌握坐姿纠正智能笔的使用情况与数据统计等功能。最大限度的掌控了学生书写握笔姿势与坐姿的正确与标准，符合当今市场的需求，提供了一种设计更加合理、功能更加完善的坐姿纠正智能笔。
附图说明
图1为一种坐姿纠正智能笔结构示意图；
图2为一种坐姿纠正智能笔实物结构示意图；
图中标记示意为：1-笔芯伸缩传动装置；2-触摸传感器；3-处理器；4-电源模块；5-重力传感器模块；6-蓝牙模块；7-红外传感器；8-开关按钮；9-USB充电接口；10-坐姿纠正智能。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1和附图2，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
在坐姿纠正智能笔10未通电的情况下，智能笔尖处于收缩状态，当按下坐姿纠正智能笔10的开关后，电源模块4会为坐姿纠正智能笔10上电。此时坐姿纠正智能笔10的内部各个模块都处于工作状态。
此时，通过触摸传感器2有四点触控检测握笔位置的正确，同时通过重力传感器模块5检测握笔与水平纸面的倾斜角度，再通过红外传感器7检测坐姿纠正智能笔10与身体、头部、眼镜之间的距离。当三个传感器的状态均符合标准时，笔芯伸缩传动装置1会自动将笔尖伸出。此时为正确的书写姿势。可使握笔姿势、身体坐姿、头部都处在一个最科学的健康状态。
当触摸传感器2的四点触控条件与重力传感器5的垂直倾斜角度条件和红外传感器7与身体及头部的距离条件中有任何一个条件不满足，也就表示此时的坐姿不正确，这时笔芯伸缩传动装置1就会将笔尖缩回，提示学生，此时为错误坐姿，请立即调整。当学生再次调整到以上传感器的条件满足时，笔芯伸缩传动装置1就会将笔尖伸出。此时为正确、科学的书写坐姿和握笔姿势，可以继续书写。
本实施例优选的进一步实施方式，坐姿纠正智能笔与手机的蓝牙通讯连接：
通过手机安装App，通过坐姿纠正智能笔10上的蓝牙模块6，并保持与坐姿纠正智能笔10的蓝牙配对通讯成功。会把所有坐姿纠正智能笔10的使用状态传输到手机App。
当坐姿纠正智能笔10的开关按下，此时会发送数据到手机App，手机接收到电源开启的数据信息提示。
当学生调整正确的握笔姿势与正确的坐姿之后，笔芯伸缩传动装置1将笔尖伸出，此时App会继续接收到一条数据，被告知姿势调整正确，正在进行正确的书写。在未调整到正确坐姿之前，坐姿纠正智能笔10会分别将传感器的状态传送到手机App。如：传感器条件均不符合时，手机App会收到提示的状态，当每个传感器调整到状态正确后，会再次分别将坐姿纠正智能笔10的传感器状态传送到手机App。也就是说，通过手机App可以完全清楚学生现在手的握笔姿势和身体坐姿以及头部距离是处在何种状态。每个状态都会分别提示。
家长可以根据手机App中的设置功能，设置每种状态是否使用报警提示，并且可以更改其它报警提示音。
当学生书写完毕，关闭电源开关，笔芯伸缩传动装置1会自动将笔尖缩回，此时处在无法书写的状态。保证学生使用坐姿纠正智能笔10所书写的每一个字都是在标准、科学的握笔方式和坐姿下完成的。
手机App中的报表统计及评级功能，可以根据时间为周期，自动统计出学生书写坐姿和握笔状态的统计与评级。可以有效的掌握学生使用坐姿纠正智能笔的具体情况。
工作原理说明：
当为坐姿纠正智能笔10上电以后，处理器3首先会分别检测各个传感器(笔芯伸缩传动装置1、触摸传感器2、处理器3、电源模块4、重力传感器模块5、蓝牙模块6、红外传感器7)的工作状态是否正确。当工作状态检测完毕后，处理器3会检测触摸传感器2的四点触控状态值，重力传感器的倾斜角度值，红外传感器7与身体、头部的距离值。并同时将传感器状态通过蓝牙模块6传送到手机App。当传感器状态值符合正确坐姿和正确握笔姿势的条件，处理器3将对笔芯伸缩传动装置1发出控制信号，将笔尖伸出，此时只要保持在正确的姿势，就可以正确书写。
在书写过程中，如果处理器3检测到触摸传感器的四点触控条件、重力传感器角度值和红外传感器距离值中有一条不满足，处理器3就会发出一个缩进笔尖的控制信号，将笔尖缩回。并同时将数据信息通过蓝牙传输模块传送到手机App。直到调整姿势到所有传感器数值都符合正确坐姿和正确握笔姿势的标准，才会再次向笔芯伸缩传动装置1发出控制信号，伸出笔尖，正确书写。并再次将智能笔的传感器状态通过蓝牙模块6发送到手机App。
开关按钮8：电源模块6会给笔芯伸缩传动装置1足够电量，将笔尖缩回，然后坐姿纠正智能笔处于关闭状态。
USB接口9：用来对电源模块中的蓄电池进行充电
根据上述实施例可以看出，本发明均采用低功耗传感器及低功耗处理器模块，并且整个电路结构也符合低功耗的设计标准。
本设计精巧、严谨，弥补了目前市场上同类产品的在非正确书写姿势角度也能书写的设计死角。并增添了物联网设计思想，通过手机App可以完全精确的掌握坐姿纠正智能笔的使用情况与数据统计等功能。最大限度的掌控了学生书写握笔姿势与坐姿的正确与标准，符合当今市场的需求，提供了一种设计更加合理、功能更加完善的坐姿纠正智能笔。
以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，包括：笔芯伸缩传动装置、触摸传感器、处理器、电源模块、重力传感器模块、蓝牙模块、红外传感器，开关按钮和USB充电接口；
所述笔芯伸缩传动装置可以控制笔尖的伸缩，当触发到缩进指令的时候，传动装置将笔尖缩进，当触发到伸出指令的时候，传动装置将笔尖伸出；
所述触摸传感器是位于整支坐姿纠正智能笔的中部朝下的位置，在整支笔的握笔的位置，通过四点触控来检测手的握笔位置是否正确；
所述处理器是整个坐姿纠正智能笔的核心控制芯片，检测各部分传感器状态，通过逻辑运算与算数运算对整支笔进行控制；
所述电源模块包括稳压电路和蓄电池，为整个坐姿纠正智能笔提供稳定的电源。
2.根据权利要求1所述的一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，所述重力传感器是用来检测坐姿纠正智能笔的倾斜角度。
3.根据权利要求1所述的一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，所述蓝牙模块是用来与手机进行通讯，将所有坐姿纠正智能笔的数据传输到手机。
4.根据权利要求1所述的一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，所述红外传感器是用来检测身体、头部与坐姿纠正智能笔之间的距离，按照重力传感器所处在角度的数据与从红外传感器与坐姿之间的距离进行计算，得到一个正确书写坐姿的范围。当距离过近或过远，将触发笔芯伸缩传动装置会缩进笔尖。
5.根据权利要求1所述的一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，所述开关按钮是用来控制整个坐姿纠正智能笔的电源开与关，按钮按下，为整个坐姿纠正智能笔上电，处于工作状态；按钮弹开，整个坐姿纠正智能笔断开电源，坐姿纠正智能笔处于非工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种坐姿纠正智能笔，其特征在于，所述USB接口用来对电源模块中的蓄电池进行充电。
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