基于压力传感器的智能减重书包

关键词:智能书包，压力传感器，减重

1、所提问题描述

随着年龄的增长，中小学生的书包重量日渐增长，为了解决书包重量给学生带来的负担，设计了一个具有感应、发声、减重等功能的智能书包。

本设计的应用场景是当学生理书包时，如果书包里的东西太多了，检测到书包超重时，它会发出警报，告诉理书包的同学书包超重了，需要从里面拿出点东西。同时对于超重的书包，本设计还有自动减轻书包的重量的功能。经过前人大量的临床试戴效果证明，矫正学生行走姿态效果显著，之前的设计利用力学原理，将书包对于人体的压力减轻了一半，效果十分显著。通过这样的方式，达到了解放学生生理负担的目的。

2、背景综述与分析

2.1选题目的、意义

书包的重量已经成了中小学生上学时威胁他们健康成长的主要问题之一，其具体表现为过重的压力会对学龄儿童身体健康造成一定的影响和损伤,如颈、肩、背疼痛或不适、脊柱姿势、步态、足结构改变等。智能书包的应用范围还远不于此，除了中小学生，本设计的目标人群还包括了野外负重徒步的旅人和身体不变的老弱人士，在未来具有很广的发展前景。

 2.2国内外研究现状分析

    对于中小学生来说,每个学期的书都在变多变厚,书包越来越重,有时候都分不清到底是自己背着书包走,还是书包拽着自己走。伴随着当代中小学生越来越重的课业,孩子们的书包也越来越重,看着他们弯腰托起沉重的书包,让家长们倍感心疼。 学生书包普遍过重的现象,也让不少护脊减负书包陆续出现在中国市场上。越来越多的家长舍弃了普通书包,为自己家孩子配备护脊书包也逐渐成为大家的共识。在这其中,有两款背包凭借“悬浮”这一特点,吸引了许多人的目光,那就是CAMS悬浮减重背包和HoverGlide悬浮背包。CAMS和普通书包最大的区别就在于CAMS的悬浮减重书包可以有效减重30%，对人体脊椎也有保护作用，现在比较流行，而普通书包背着比较重，长期背会伤害到脊椎的。

  《2019-2023年中国智能书包应用状况及需求容量专项调查报告》对中国智能书包行业跟踪搜集的一手市场数据，采用与国际同步的科学分析模型，全面而准确地为中小学生从行业的整体高度来架构分析体系。报告主要分析了中国智能书包行业的竞争现状、需求状况及增长态势；中国智能书包行业运营状况；中国智能书包产业链市场投资机会和潜力；同时，佐之以全行业近5年来全面详实的一手连续性市场数据，让人们全面、准确地把握整个中国智能书包市场走向和发展趋势。

3、设计模型/解决方案

（设计图）

本设计以人机工程学理论为研究方法,结合中国关于12～17岁的人体尺寸数据,对中小学生书包设计中背负结构问题进行分析研究并建立中小学生成长过程中的关键部位参数与书包产品参数的映射模型。根据上述的理论依据和方法指导进行中小学生书包设计实践,制作书包原型并评估设计效果，把书包的重量减轻。

本设计以自动减重作为控制核心,利用了相关的传感器技术。主机可以获取从机的接收信号强度指示数值,通过主机内的单片机处理数据。数据处理完成后,将指令写入从机中,从机根据指令实现智能书包的自动跟随。通过测试,该智能书包可以实现自动跟随、主机与从机超出安全距离自动报警、超重报警等功能。该系统弥补了现有书包的缺陷,具有重要的推广及应用价值。 

4、参考文献

【1】杨浩天. 减重防驼书包[J]现代营销，2004（02）

【2】叶子钰.磁悬浮书包[J]发明与创新，2019（07）