電子式學生讀寫矯正器的製作方法
2023-06-05 05:50:41
專利名稱：電子式學生讀寫矯正器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子式學生用讀寫監視矯正器，尤其是能有效防止學生眼睛近視和坐姿不正的電子式學生讀寫矯正器。
國家教育部、衛生部規定學生在讀寫時，應在標準照度下眼離讀寫物一尺，身離書桌一拳，手離筆尖一寸。但很多學生在讀寫時姿式不正，東倒西歪地撲伏在桌上，眼睛離書本太近，這不但會使學生眼睛產生近視，同時還易使孩子的脊柱彎曲，影響正常的生理髮育。因此家長和老師對此很重視，經常人為監視學生的讀寫姿式，但剛糾正過來，往往一會兒又還了原，效果很差。
為解決這一問題，市面上出現了一些學生讀寫監視和矯正用的電子產品，這些產品大多採用紅外線測距，即通過紅外發射管向外發射紅外線，經人體反射後由光電管接收，其信號經放大整形後推動報警電路報警。由於採用紅外線作檢測信號，因此存在著易受外界光線(包括可見光)的幹擾和影響，且耗電量大檢測精度不高，不能分辨反射體和短時間進入報警視距範圍內的物體(如使用者的手等)，因此存在易誤報漏報的通病，影響使用效果。
本實用新型的目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種新型的電子式學生讀寫矯正器，以防止學生在讀寫時坐姿不正、視距過近，並達到使用方便報警準確的要求。
本實用新型的目的是這樣實現的設計一種包括相互電連接的電源、光信號接收器和受該光信號接收器控制的報警電路及殼體，尤其是光信號接收器由光敏元件置於遮光導向管內構成，所述的遮光導向管與水平面的夾角為-20～45度。
作為本實用新型的進一步改進，所述的光敏元件與遮光導向管管口的距離大於2毫米。所述的遮光導向管與水平面的夾角為-5～38度。
本實用新型是利用學生面部皮膚及面部器官在移動時引起反光度的差異來監視學生的讀寫姿式。當學生坐姿正確時，遮光導向管正對準學生的面部，安裝在遮光導向管內的光敏元件得到一個基準電阻值的採樣信號，電路不觸發。而當學生坐姿不正，其頭部下移低於正常視距時，由於反光度的改變使光敏元件的採樣信號電阻值改變，從而觸發報警電路發出告警信號，促使學生糾正不正確的讀寫姿式，達到預防近視的目的。本實用新型具有檢測精度高、電路靈敏無誤報漏報的優點，且無紅外線、超聲波等任何發射源，對使用者絕對安全。由於耗電極小，電源既可採用交流電源降壓使用又可直接使用電池供電。其外形可製成各種文具、學習用具，還可製成受學生喜愛的各種卡通形象及精美工藝擺設品。本實用新型還可附加照度不足警示電路、語音電路及定時電路(防止過長時間學習而影響視力)，來製成多功能視力保護裝置。另外，本實用新型還具有實施方便、成本低廉、易於普及、可開發出多種系列產品的優點，具有較好的社會效益。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
圖1是本實用新型的一種基本結構示意圖；圖2是本實用新型的一種基本電原理圖。
參看
圖1、圖2，在殼體7上分別設置有電源開關11(圖2中的K1)、發光二極體12、13(LED1、LED2)及由光敏電阻RG1置於遮光導向管9內而構成的光信號接收器2，並通過連接導線10與報警電路8相連接，遮光導向管9與水平面15(或水面桌面14)的夾角為26度。光敏元件RG1選用光敏電阻(或光電管)與運放觸發電路3中的電阻R1、電位器W1構成分壓電路，並通過A點與運算放大器A1的輸入端相連接。運算放大器A1的輸出端通過由電阻R7、電容C2所構成的抗幹擾電路及二極體D3與音頻振蕩電路4中運算放大器A3的反相輸入端相連接。運算放大器A1的輸出端還連接有語音擴展端子S。電路4中的運算放大器A3、電阻R12、R13、電容C3構成低音頻振蕩電路，並通過二極體D4調製由運算放大器A4、電阻R14、電位器W3、電容C4所構成高音頻振蕩電路。運算放大器A4的輸出端通過電阻R15連接功放揚聲電路5中BG1的基極，BG1的集電極與Vcc間串接有蜂鳴器HTD(或喇叭)，HTD的兩端連接有電感L、電阻R16、LED2。由電阻R8、R9、R10、R11所構成的分壓電路向集成電路IC1提供基準比較電壓。
本實用新型工作時，按下電源開關K1，市電經變壓器BT降壓、D5～D8橋式整流、C5濾波後為直流低壓以供電路使用，當學生坐姿正確視距正常時，光信號接收器2的遮光導向管9對準學生的面部，此時遮光導向管2內的光敏電阻的採樣信號電阻值由於反光度較強而較小，使A點電位也就是A1同相輸入端的電位低於A1反相輸入端的電位，因此A1輸出低電平，同時B點也為低電平使音頻振蕩電路4不能起振，A4無音頻信號輸出，由BG1推動的壓電蜂鳴片HTD無報警聲。而當學生坐姿不正頭部下移低於正常視距時，由於其面部反光度變弱會使光敏電阻的電阻值增大，同時也使A點電位升高，當A點電位升至大於A1反向輸入端電位時，A1的輸出端翻轉為高電平，同時B點也為高電平，使音頻振蕩電路4起振，A4的輸出端輸出音頻信號，經BG1放大後推動壓電蜂鳴片HTD發出視距不正確的報警聲，也可通過語音擴展端子S觸發語音電路或音樂電路，促使學生糾正讀寫姿式或讀寫視距。
照度警示電路6由運算放大器A2、電容C1、電阻R4、R5構成低頻振蕩器，光敏電阻RG2(或光電管)與電位器W2構成分壓電路且通過二極體D2與運算放大器A2的反相輸入端相連接，A2的輸出端與Vss間串接有電阻R6、發光二極體LED1。當讀寫環境照度符合標準時，RG2與電位器W2分壓電路C點的電位較高，使A2不能振蕩，A2的輸出端輸出低電平，發光二極體LED1不發光。當讀寫環境照度低於標準照度時，RG2的阻值增大使C點電位下降，A2立即起振(起振點可通過W2調整)，A2的輸出端輸出每秒約2～5次的閃爍警示信號，提醒學生注意，避免在低於標準照度下讀寫，從而更進一步保護了學生的視力。
權利要求1．一種電子式學生讀寫矯正器，包括相互電連接的電源(1)、光信號接收器(2)和受該光信號接收器(2)控制的報警電路(8)以及殼體(7)，其特徵是光信號接收器(2)由光敏元件RG1置於遮光導向管(9)內構成，所述的遮光導向管(9)與水平面(15)的夾角為-20～45度。
2．根據權利要求1所述的電子式學生讀寫矯正器，其特徵是光敏元件RG1與遮光導向管(9)管口的距離大於2毫米。
3．根據權利要求1所述的電子式學生讀寫矯正器，其特徵是遮光導向管(9)與水平面(15)的夾角為-5～38度，其中的光敏元件RG1與觸發電路(3)中的電阻R1、電位器W1構成分壓電路，並與運算放大器A1的輸入端相連接，運算放大器A1的輸出端通過電阻R7、二極體D3與音頻振蕩電路(4)中的運算放大器A3的輸入端相連接，運算放大器A4的輸出端通過電阻R15連接功放揚聲電路(5)中BG1的基極，BG1集電極與Vcc間串接有壓電蜂鳴片HTD或喇叭。
4．根據權利要求1所述的電子式學生讀寫矯正器，其特徵是照度警示電路(6)中的運算放大器A2、電阻R4、R5、電容C1構成低頻振蕩器，光敏電阻或光電管RG2與電位器W2構成分壓電路且通過二極體D2與運算放大器A2的反相輸入端相連接，運算放大器A2的輸出端與Vss間串接有電阻R6、發光二極體LED1。
5．根據權利要求1或3所述的電子式學生讀寫矯正器，其特徵是功放揚聲電路(5)中蜂鳴器HTD的兩端連接有電感L、電阻R16、發光二極體LED2。
6．根據權利要求1或3所述的電子式學生讀寫矯正器，其特徵是觸發電路(3)中的運算放大器A1的輸出端還連接有語音擴展端子S。
專利摘要本實用新型公開了一種電子式讀寫矯正器。它克服了現有技術中的分辨力低,易誤報的不足。它包括相互電連接的電源、與水平面的夾角為－20～45度的光信號接收器和受該光信號接收器控制的報警電路以及殼體所構成。它可自動發出告警來矯正學生的讀寫姿式,可有效防止學生在讀寫時因坐姿不正和視距過近而造成的近視,且具有靈敏度高、耗電少、使用可靠、易於普及的特點,附有的照度警示功能可進一步提示學生保護視力。
文檔編號A47B39/00GK2416803SQ0020657
公開日2001年1月31日 申請日期2000年3月18日 優先權日2000年3月18日
發明者李健, 羅兆原, 魯庭貴 申請人:李健