握姿矫正及近视防控智能笔的制作方法

2021-01-25 11:01:52|

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[0001]
本发明涉及文具技术领域，具体地，涉及一种握姿矫正及近视防控智能笔。

背景技术：

[0002]
近年来，我国近视发生率呈明显上升趋势，近视已成为影响我国国民尤其是青少年眼健康的重大公共卫生问题。这类最常见的眼科疾病被列为世界三大疾病之一，我国人口近视发生率约为33％，是世界平均水平(占总人口的22％)的1.5倍。近视除了遗传因素外，通常还与环境因素有关，其中，环境因素包括不良的用眼习惯和坐姿习惯有关，例如读书写字姿势不正确、握笔姿势不正确、光照环境不合理等。
[0003]
笔是人们在日常工作、学习中经常使用的一种书写工具，很多人在使用时都会忽略其正确的握笔姿势，而错误书写习惯一旦养成，将很难改正，因此，尤其对于初学者，更应该在发现错误时及时纠正。同时，还应当时刻关注周围的书写环境，以保证能够在合理的光照环境下进行书写，养成良好的用眼习惯及坐姿习惯。
[0004]
经过检索发现：
[0005]
公开号为cn106218273a，公开日为2016年12月14日，发明名称为《一种矫正握姿笔》的中国发明专利申请，通过设置拇指和食指位置的压力传感器，进而对握姿进行矫正。这种笔只能在书写过程中通过感受压力判断握姿的准确性，因此对握姿的判断不敏感，不能及时发现握姿问题。
[0006]
授权公告号为cn206306675u，授权公告日为2017年7月7日，发明名称为《一种具有提醒功能的矫正笔》的中国实用新型专利，通过设置压力传感器，进而对握姿进行提醒、矫正。这种笔也存在只能在书写过程中通过感受压力判断握姿的准确性，因此对握姿的判断不敏感的缺陷，不能及时发现握姿问题。
[0007]
授权公告号为cn206938281u，授权公告日为2018年1月30日，发明名称为《握笔姿势矫正器》的中国实用新型专利，通过设置拇指和食指位置的压力开关，进而对握姿进行矫正。这种笔也存在只能在书写过程中通过感受压力判断握姿的准确性，因此对握姿的判断不敏感的缺陷，不能及时发现握姿问题。
[0008]
授权公告号为cn204398612u，授权公告日为2015年6月17日，发明名称为《一种感光防近视笔》的中国实用新型专利，设置感光装置，当周围环境亮度过低时，提示使用者增加环境亮度。这种笔虽然可以对环境亮度进行实时监控并提出警示，但是功能单一，不能有效对近视进行防控。
[0009]
综上所述，现有的具有近视防控功能的笔，通常存在功能单一、防控效果不佳等问题，目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

技术实现要素：

[0010]
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种握姿矫正及近视防控智能笔。
[0011]
本发明是通过以下技术方案实现的。
[0012]
一种握姿矫正及近视防控智能笔，包括：笔本体、压力传感器、接触觉传感器、感光模块、处理器以及预警模块；其中：
[0013]
所述笔本体上标准握持部位的拇指、食指和中指位置分别设有压力传感器和接触觉传感器，其中，所述接触觉传感器设置于笔本体的表面，用于获取握笔姿势，所述压力传感器设置于接触觉传感器的下方，用于获取握笔力度；
[0014]
所述感光模块设置于笔本体的笔杆位置，用于获取环境光强度；
[0015]
所述处理器获取接触觉传感器、压力传感器和/或感光模块采集的信号，对握笔姿势、握笔力度以及环境光强度进行分析，并根据分析结果输出报警控制信号至预警模块。
[0016]
优选地，所述拇指、食指和中指位置的接触觉传感器实时获取三个位置的接触感应信号，所述处理器对三个接触感应信号实时检测，当其中任意一个位置的接触感应信号为0时，输出报警控制信号。
[0017]
优选地，所述拇指、食指和中指位置的压力传感器实时测量三个位置的压力值，所述处理器对三个压力值实时计算比较，当其中任意一个位置的压力值波动幅度超过设定压力阈值的x％时，或，其中任意一个位置的压力值与其他位置的平均压力值相对波动幅度超过x％时，输出报警控制信号。
[0018]
优选地，所述x％设定为20％。
[0019]
优选地，所述感光模块实时采集环境光强度，所述处理器对环境光强度实时比较，当环境光强度低于设定光照阈值时，输出报警控制信号。
[0020]
优选地，所述光照阈值设定为300lx。
[0021]
优选地，所述预警模块包括如下任意一个或任意多个部件：
[0022]-蜂鸣器；
[0023]-闪烁灯；
[0024]-振动器。
[0025]
优选地，所述处理器采用nrf52832芯片。
[0026]
优选地，该笔还包括控制模块，所述控制模块与处理器通信连接，用于设置压力阈值、光照阈值和/或报警频率，和/或，显示握笔姿势、握笔力度和/或环境光强度。
[0027]
优选地，所述控制模块安装于智能移动终端上。
[0028]
优选地，所述握姿矫正及近视防控智能笔，采集标准握笔姿势、握笔力度以及环境光照情况下的拇指、食指和中指位置、压力值以及环境光照度，新建或更新处理器中设定的压力阈值以及光照阈值。
[0029]
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
[0030]
1、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，通过接触觉传感器，首先感知握笔姿势是否准确，能够及时发现握姿问题，然后再通过压力传感器感知握笔力度是否准确，进一步确认握姿的准确度，及时纠正握姿问题，改善坐姿习惯，为近视防控提供有效的帮助。
[0031]
2、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，通过三个接触点位置的接触觉传感和压力传感，能够更准确的获得握姿情况，进而准确判断握姿问题。
[0032]
3、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，还通过感光模块实时采集环境光强度，集多种防控措施于一体，在改善坐姿习惯的同时改善用眼习惯，能够进一步提高近视防
控效果。
[0033]
4、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，可以通过采集标准握笔姿势、握笔力度以及环境光照情况下的拇指、食指和中指位置、压力值以及环境光照度，新建或更新处理器中设定的压力阈值以及光照阈值，使握姿矫正和环境光照提示更为准确，进一步提高近视防控效果。
[0034]
5、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，可以通过控制模块动态调整各项报警阈值(压力阈值和/或光照阈值)、报警频率，适应使用者需求。
[0035]
6、本发明提供的握姿矫正及近视防控智能笔，可以通过控制模块显示使用者实时或历史使用数据(握笔姿势、握笔力度和/或环境光强度)，获得使用者的使用习惯，进而有效地提供握笔姿势矫正建议。
[0036]
实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0037]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0038]
图1为本发明一实施例中握姿矫正及近视防控智能笔的结构示意图；
[0039]
图2为本发明一优选实施例中握姿矫正及近视防控智能笔的剖面图。
[0040]
图3为本发明一优选实施例中握姿矫正及近视防控智能笔的结构示意图。
[0041]
图中，1为笔本体，2为接触觉传感器，3为感光模块，4为预警模块，5为压力传感器，6为智能移动终端。
具体实施方式
[0042]
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
[0043]
本发明实施例提供了一种握姿矫正及近视防控智能笔，通过接触觉传感器首先感知握笔姿势是否准确，能够及时发现握姿问题，然后再通过压力传感器感知握笔力度是否准确，进一步确认握姿的准确度，及时纠正握姿问题，通过感光模块实时采集环境光强度，集多中防控措施于一体，改善用眼习惯及坐姿习惯，为近视防控提供有效的帮助，能够有效提高近视防控效果。
[0044]
如图1所示，本发明实施例提供的握姿矫正及近视防控智能笔，包括：笔本体1、压力传感器5、接触觉传感器2、感光模块3、处理器以及预警模块4；其中：
[0045]
笔本体1上标准握持部位的拇指、食指和中指位置分别设有压力传感器5和接触觉传感器2，其中，接触觉传感器2设置于笔本体1的表面，用于获取握笔姿势，压力传感器5设置于接触觉传感器2的下方，用于获取握笔力度；
[0046]
感光模块3设置于笔本体1的笔杆位置，用于获取环境光强度；
[0047]
处理器获取接触觉传感器2、压力传感器5和/或感光模块3采集的信号，对握笔姿势、握笔力度以及环境光强度进行分析，并根据分析结果输出报警控制信号至预警模块4。
[0048]
作为一优选实施例，拇指、食指和中指位置的接触觉传感器2实时获取三个位置的接触感应信号，处理器对三个接触感应信号实时检测，当其中任意一个位置的接触感应信号为0时，输出报警控制信号，控制预警模块4启动。
[0049]
作为一优选实施例，拇指、食指和中指位置的压力传感器5实时测量三个位置的压力值，处理器对三个压力值实时计算比较，当其中任意一个位置的压力值波动幅度超过设定压力阈值的x％时，或，其中任意一个位置的压力值与其他位置的平均压力值相对波动幅度超过x％时，输出报警控制信号，控制预警模块4启动。
[0050]
作为一优选实施例，x％设定为20％。
[0051]
作为一优选实施例，感光模块3实时采集环境光强度，处理器对环境光强度实时比较，当环境光强度低于设定光照阈值时，输出报警控制信号，控制预警模块4启动。
[0052]
作为一优选实施例，光照阈值设定为300lx。
[0053]
作为一优选实施例，预警模块4包括如下任意一个或任意多个部件：
[0054]-蜂鸣器；
[0055]-闪烁灯；
[0056]-振动器。
[0057]
作为一优选实施例，笔本体1的横截面可以为圆形、三角形、多边形等适合抓握的任意形状。如图2所示，为一种圆柱体笔本体，其横截面为圆形。
[0058]
作为一优选实施例，处理器采用nrf52832芯片。
[0059]
作为一优选实施例，该笔还包括控制模块，控制模块与处理器之间通信连接，用于设置压力阈值、光照阈值和/或报警频率，和/或，显示握笔姿势、握笔力度和/或环境光强度。
[0060]
作为一优选实施例，控制模块安装于智能移动终端6上。如图3所示。图中，处理器内置于笔本体1中，控制模块安装于智能移动终端6上，未在图中示处。
[0061]
作为一优选实施例，智能移动终端6可以为手机、平板电脑等。
[0062]
作为一优选实施例，握姿矫正及近视防控智能笔，采集标准握笔姿势、握笔力度以及环境光照情况下的拇指、食指和中指位置、压力值以及环境光照度，新建或更新处理器中设定的压力阈值以及光照阈值。
[0063]
在本发明部分实施例中：
[0064]
在标准握持部位(拇指、食指、中指)的标准接触部位设置接触觉传感器以及压力传感器，需以正确姿势、正确的握笔力度握持，否则笔身以闪烁报警灯(例如黄色)、蜂鸣和/或震动的方式提醒。同时在笔杆设置光强传感器，对环境光强度进行检查，如环境光不适宜书写，笔身以闪烁报警灯(例如红色)、蜂鸣和/或震动方式进行提醒。
[0065]
三个接触点位置的压力值是一个比例关系，就是这三个接触点位置的压力值基本均匀，而不是有明显的压力差异，因为不同人的力度不一样。光强正常状态下，适用于书写的光强不低于300lx(参考国家标准gb7793-2010)。
[0066]
接触觉传感器设置于笔本体的表面，压力传感器在同一个位置部署，放在接触觉传感器的下一层。
[0067]
压力传感器实时测量三个接触点位置的压力值，处理器对三个压力值实时计算比较，当压力值出现明显不均匀情况时提示。三个压力传感器所采集到的压力值大致均匀，写
字的时候会有波动的变化。这个波动的幅度在上下20％以内视作正常握笔，不会提示有问题。
[0068]
控制模块可以作为具有控制功能的app，安装于智能移动终端上。
[0069]
nrf52832芯片为本领域的一种功能强大、高度灵活的超低功耗多协议系统级芯片，适合低功耗蓝牙、ant和2.4ghz超低功耗无线应用，其内部集成了2.4ghz无线电收发器片内外设，由于集成了2.4ghz无线电收发器使它能够支持相关的无线通信协议比如低功耗蓝牙、ant等，并能够通过蓝牙等通信方式与控制模块通信连接。本优选实施例中采用nrf52832芯片作为处理器，可以直接控制预警模块中的各部件，属于该芯片自带的功能，具体控制过程，此处不再赘述。
[0070]
本发明上述实施例提供的握姿矫正及近视防控智能笔，通过接触觉传感器，首先感知握笔姿势是否准确，能够及时发现握姿问题，然后再通过压力传感器感知握笔力度是否准确，进一步确认握姿的准确度，及时纠正握姿问题，改善坐姿习惯，为近视防控提供有效的帮助。通过三个接触点位置的接触觉传感和压力传感，能够更准确的获得握姿情况，进而准确判断握姿问题。还通过感光模块实时采集环境光强度，集多种防控措施于一体，改善坐姿习惯的同时改善用眼习惯，能够进一步提高近视防控效果。还可以通过采集标准握笔姿势、握笔力度以及环境光照情况下的拇指、食指和中指位置、压力值以及环境光照度，新建或更新处理器中设定的压力阈值以及光照阈值，使握姿矫正和环境光照提示更为准确，进一步提高近视防控效果。可以通过控制模块动态调整各项报警阈值(压力阈值和/或光照阈值)、报警频率，适应使用者需求。还可以通过控制模块显示使用者实时或历史使用数据(握笔姿势、握笔力度和/或环境光强度)，获得使用者的使用习惯，进而有效地提供握笔姿势矫正建议。
[0071]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

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