[发明专利]用于检测人体姿势的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于检测和校正人体姿势(且特定地但不一定排他地，人体颈部姿势)的设备。

背景技术

肌肉劳损是大多数人所经历到的常见问题，有的持久有的偶尔发生。在很多情况下，肌肉劳损可以是在身体的特定区域中(诸如，引起颈部疼痛的区域)，而这种类型的疼痛的诱因可以追溯到一种或几种常见活动。一种此类活动可能是人体长时间采取不正确的坐姿，诸如在驾驶时耸肩伏在方向盘上、看电脑屏幕时探头前倾或拿手机时低头曲颈。研究已表明，工作时95％以上的时间都是坐着的工作人员和学生患上颈部疼痛的风险明显增高。

众所周知，头部位置和颈部之间的倾斜度存在一最佳范围，在这个范围内，来自一块或多块肌肉的力可以以最小的负担平衡头部的重量因此减少颈部疼痛的风险。因此，已发现，头部位置在这个最佳范围内的个体往往享有健康的坐姿且避免遭受颈部疼痛困扰。另外，当采取正确的坐姿时，这些个人通常更加自信。研究还表明，这些增加的自信还可以显著改善个人的精神状态和行为。然而，采取在这个最佳范围之外的头部位置需要用明显更大力度以支撑处于这些不太有利的位置中的头部和颈部，而如果长时间维持这种高水平的力度需求及负担，短期会引起颈部紧张及不适的症状，时间长了则会导致症状逐渐加重并可能引起慢性脊柱疾病。

US 5337759 A和US 4928709 A中示出了以测量运动范围和背部姿势为目的的装置，这两个专利方案均包括被支撑在佩戴者的头顶上的支架。以姿势校正或检测为目的的其它装置(诸如，US5425378A和US5337759A所公开的方案)单靠感测和记录头部的倾斜度来确定用户的姿势。然而，这并不总是可靠的，因为一种主要的不正确姿势(通常称为“探头”)不能单靠这些要素检测到，所谓“探头”就是当颈部前伸使得头部置于肩膀前面时，因而不存在可检测到的倾斜度。由于现有的装置仅提供一个与佩戴者身体接触的接触点，使上述问题及检测的准确度变得更糟。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于检测人体的头部位置并识别所检测的位置是在可接受位置的预定范围之内还是之外的设备和方法。进一步的目的是最小化头部位置不正确的发生率。

本发明的第一方面是所提供的设备，其包括：支架，其具有定位构件；至少一个传感器用于检测一平面的倾斜角，所述倾斜角能够代表在佩戴设备时人体的头部相对于其颈部的倾斜角；以及处理构件，其从所述至少一个传感器接收表示所检测的倾斜角的数据并确定所检测的倾斜角是否在可接受位置的预定范围内，其中所述设备在佩戴时与人体具有多个接触点。

在一个实施例中，所述支架的各端部被设置为以便提供支架的稳定又相对固定的位置及在人体每个耳朵的位置处具有接触点。

通常，一个或多个传感器可以相对于支架被选择性地设置在任何期望位置处，并且仍提供所述平面相对于最佳或期望平面的指示。提供对平面的倾斜角的测量意指无需提供几个“采样点”，只要传感器相对于支架位于可再现的相对位置中即可。

通常，所述支架与用户的身体具有至少3个可再现的接触点，从而形成了可再现的虚拟平面，而传感器所测量的正是该平面的倾斜度。

在一个实施例中，所述设备包括警报构件，所述警报构件在所检测的倾斜角在所述预定范围之外时通知用户和/或第三方。

在一个实施例中，所述支架在稳定位置处与人体具有两个相对的接触点。在一个实施例中，这些稳定位置是在人体耳朵处。通常，在两个相对的接触点的中间提供第三接触点。通常，所述第三接触点设置在人体头部或颈部的后面。

在一个实施例中，所述至少一个传感器安装在支架的大体中心位置处。

在一个实施例中，所述设备包括电源以允许传感器工作。

在一个实施例中，处理构件包括具有微控制器单元的集成电路，该微控制器单元处理来自所述传感器的信息以得出所检测的倾斜角、将该所检测的倾斜角与参考的预定值比较并产生对应的响应(通常参考预定数据)。

在一个实施例中，所述处理构件包括无线射频发射器，所述无线射频发射器输出来自微控制器单元的响应。

在一个实施例中，所述处理构件包括或连接到报警单元，所述报警单元可以用来产生声音信号、视觉信号和/或振动信号。

在一个实施例中，所述设备包括用于追踪和分析从一个或多个传感器收集到的数据的构件。

在一个实施例中，所述支架支承所述一个或多个传感器并将其定位到用户头部和/或颈部的后面，其中支架的相对的端部固定在佩戴装置的人体的耳朵上面。