CN103729984A - 超声波学生防近视仪 - Google Patents
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Abstract
超声波学生防近视仪。涉及一种防近视的仪器。针对中小学生做作业时，防止头部过低，预防近视，使用舒适，不影响学生作业环境，不接触人体。第一支杆和第二支杆均为可伸缩支杆，超声波发射盒与第一支杆上端连接，第一支杆下端与第一夹板上表面连接，第一夹板夹紧固定在课桌的一端；超声波接收盒与第二支杆上端连接，第二支杆下端与第二夹板上表面连接，第二夹板夹紧固定在课桌的另一端，超声波发射盒中的超声波发射传感器发射的超声波正对应于超声波接收盒的超声波接收传感器。学生做作业时，头部低于设定值时，发出报警信号，提醒写字人头部过低，本仪器不与人体接触，不影响学习环境。本发明用于中小学生学习时使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种防近视的仪器，具体涉及超声波学生防近视仪。
背景技术
我国大中小学生中，眼睛近视的人数占有很高的比例。近视严重影响学习、生活和工作。由于我国教育资源分配不均，学校之间差别很大，小学生和中学生都想考入重点中学，学生的课业负担很重，几乎没有玩的时间，完成课内课外作业是每天的首要任务。每天读书写字的时间过长，眼睛距桌面距离太近，长期的视觉疲劳是眼睛近视的主要原因。学生做作业时，为了防止头部过低，眼睛距桌面距离太近，市场上销售一种尺状支架，放在书桌上，写字时支架正对学生的下巴的下方位置，用于防止头部不至于过低，保护眼睛，防止近视。但是，这种放在下巴下方的支架，中小学生感觉不舒服，不愿使用，买了也不用，没有发挥作用。因此，很需要一种不影响学生作业环境，不接触人体的防近视仪。
目前，我国中小学生在校人数千万人，每年新入学的小学生人数有一千万多，保护中小学生的眼睛，预防近视是一项很重要的工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种在中小学生做作业时，防止头部过低，预防近视，使用舒适，不影响学生作业环境，不接触人体的超声波学生防近视仪。
本发明的技术方案是：超声波学生防近视仪，所述的超声波学生防近视仪包括超声波发射盒、超声波接收盒、第一支杆、第二支杆、第一夹板和第二夹板，所述的第一支杆和第二支杆均为可伸缩支杆，所述的超声波发射盒与第一支杆4上端连接，第一支杆下端与第一夹板连接；超声波接收盒与第二支杆上端连接，第二支杆下端与第二夹板连接，超声波发射盒中的超声波发射传感器发射的超声波正对应于超声波接收盒的超声波接收传感器。
进一步的是，所述的超声波发射盒包括发射外壳、发射框架、发射套管、超声波发射传感器、聚波罩、超声波发射电路板、发射电源电路板和电源指示灯；所述的超声波接收盒包括接收外壳、上接收套管、超声波接收传感器、上接收套管、下接收套管、蜂鸣器、接收超声波信号指示灯、超声波接收电路及电源电路板、两个接收框架；所述的发射框架为长方体形状，发射外壳内固定有发射框架，发射框架的上部水平固定有发射套管，发射套管内沿轴向并列固定装有超声波发射传感器和聚波罩，发射框架的中部安装超声波发射电路板，发射框架的下部安装发射电源电路板，发射外壳上安装一个电源指示灯；所述的两个接收框架均为长方体形状，接收外壳内竖直并列固定有两个接收框架，两个接收框架的其中一个由上至下安装有水平设置的上接收套管和下接收套管，上接收套管内装有超声波接收传感器，下接收套管内固定装有蜂鸣器，两个接收框架的剩余一个上安装有超声波接收电路及电源电路板，接收外壳对应蜂鸣器的位置设有多个小孔，接收外壳上安装一个接收超声波信号指示灯。
优选的是，所述的第一支杆包括第一上支杆、第一下支杆和第一螺母；所述的第一上支杆和第一下支杆均为钢管，第一上支杆的下端插入第一下支杆内腔中，第一下支杆外侧壁上部设有外螺纹，第一下支杆的上端管口为收口，且第一下支杆的上端管口设有四个长方形开口，第一螺母的内孔设有与第一下支杆的上端管口相匹配的锥孔，第一螺母与第一下支杆的外螺纹配合，拧紧第一螺母连接第一上支杆和第一下支杆；所述的第二支杆包括第二上支杆、第二下支杆和第二螺母；所述的第二上支杆和第二下支杆均为钢管，第二上支杆的下端插入第二下支杆内腔中，第二下支杆外侧壁上部设有外螺纹，第二下支杆的上端管口为收口，且第二下支杆的上端管口设有四个长方形开口，第二螺母的内孔设有与第二下支杆的上端管口相匹配的锥孔，第二螺母与第二下支杆的外螺纹配合，拧紧第二螺母连接第二上支杆和第二下支杆。
优选的是，所述的聚波罩的中部水平设有空心轴，所述的空心轴的两端分别设有一个圆形挡片，所述的圆形挡片的中部设有中心孔，空心轴的两端分别穿入两个圆形挡片的中心孔内，发射套管与两个圆形挡片及空心轴之间围成的空腔内填充隔音材料，发射外壳上与空心轴相对应处设有发射圆孔，接收外壳上与超声波接收传感器相对应处设有接收圆孔，且发射圆孔与接收圆孔相对应。
本发明与现有技术比较具有以下效果：
1、本发明用超声波检测学生做作业时头部位置的变化，当学生做作业时，头部低于设定值时，本仪器及时发出报警信号，提醒学生要保持正确的读书写字姿态，保护眼睛，预防近视，应用超声波检测方式具有瞬时响应快的优点，一旦人体遮挡住超声波的传播，蜂鸣器报警的响应时间小于0.01秒。本发明的仪器不与人体接触，使用舒适，不影响学生的学习环境。
2、本发明结构简单，生产成本低，使用寿命长。
附图说明
图1是将本发明的超声波学生防近视仪安装在课桌上的主视示意图；图2是超声波发射盒的主视剖视结构图；图3是图2中发射框架的左视结构图；图4是超声波接收盒的主视剖视结构图；图5是图4中接收框架的左视结构图；图6是第一支杆的主视剖视结构图；图7是第二支杆的主视剖视结构图；图8是超声波发射电路图；图9是超声波接收电路图。
图中部件名称及标号如下：
课桌1、超声波发射盒2、超声波接收盒3、第一支杆4、第二支杆5、第一夹板10、第二夹板11、发射外壳2-1、发射框架2-2、超声波发射传感器2-3、超声波发射电路板2-4、发射电源电路板2-5、发射外壳2-1的壳底板2-6、发射方形板2-7、发射套管2-8、聚波罩2-9、电源指示灯2-10、接收外壳3-1、接收框架3-2、超声波接收传感器3-3、蜂鸣器3-4、接收长方形板3-5、接收外壳3-1的壳底板3-6、上接收套管3-7、下接收套管3-8、接收超声波信号指示灯3-11、超声波接收电路及电源电路板3-10、第一上支杆4-1、第一下支杆4-2、第一螺母8、第二上支杆5-1、第二下支杆5-2、第二螺母9、空心轴2-9-1、圆形挡片2-9-2、隔音材料2-9-3、螺母一6、螺母二7、第一螺钉12、第一垫片14、第二螺钉13、第二垫片15、引入电线孔20、发射圆孔2-11、接收圆孔3-12。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1～图7所示，超声波学生防近视仪，所述的超声波学生防近视仪包括超声波发射盒2、超声波接收盒3、第一支杆4、第二支杆5、第一夹板10和第二夹板11，所述的第一支杆4和第二支杆5均为可伸缩支杆，所述的超声波发射盒2与第一支杆4上端连接，第一支杆4下端与第一夹板10连接，第一夹板10的下底面设有与第一夹板10夹口相通的第一内螺纹连接孔，第一内螺纹连接孔内拧入第一螺钉12，对第一垫片14施加压力，将第一夹板10夹紧固定在课桌1的一端；超声波接收盒3与第二支杆5上端连接，第二支杆5下端与第二夹板11连接，第二夹板11的下底面设有与第二夹板11夹口相通的第二内螺纹连接孔，第二内螺纹连接孔内拧入第二螺钉13，对第二垫片15施加压力，将第二夹板11夹紧固定在课桌1的另一端，超声波发射盒2中的超声波发射传感器2-3发射的超声波正对应于超声波接收盒3的超声波接收传感器3-3。
本实施方式中的超声波发射盒2和超声波接收盒3的外形均为长方体，用钢板或工程塑料制作。
具体实施方式二：如图1～图5所示，具体实施方式一所述的超声波学生防近视仪，所述的超声波发射盒2包括发射外壳2-1、发射框架2-2、发射套管2-8、超声波发射传感器2-3、聚波罩2-9、超声波发射电路板2-4、发射电源电路板2-5和电源指示灯2-10；所述的超声波接收盒3包括接收外壳3-1、超声波接收传感器3-3、上接收套管3-7、下接收套管3-8、蜂鸣器3-4、接收超声波信号指示灯3-11、超声波接收电路及电源电路板3-10、两个接收框架3-2；所述的发射框架2-2为长方体形状，发射外壳2-1内固定有发射框架2-2，发射框架2-2的上部水平固定有发射套管2-8，发射套管2-8内沿轴向并列固定连接有超声波发射传感器2-3和聚波罩2-9，发射框架2-2的中部安装超声波发射电路板2-4，发射框架2-2的下部安装发射电源电路板2-5，发射外壳2-1上安装一个电源指示灯2-10，为发光二极管；所述的两个接收框架3-2均为长方体形状，接收外壳3-1内竖直并列固定有两个接收框架3-2，两个接收框架3-2的其中一个由上至下安装有水平设置的上接收套管3-7和下接收套管3-8，上接收套管3-7内装有超声波接收传感器3-3，下接收套管3-8内固定装有蜂鸣器3-4，两个接收框架3-2的剩余一个上安装有超声波接收电路及电源电路板3-10，接收外壳3-1对应蜂鸣器3-4的位置设有多个小孔，如此设置的目的是传音效果好，接收外壳3-1上安装一个接收超声波信号指示灯3-11。
本实施方式中发射外壳2-1的壳底板2-6上面用螺钉固定发射框架2-2，发射框架2-2和发射方形板2-7焊接，发射方形板2-7中心有圆孔，发射套管2-8伸入发射方形板2-7的圆孔内并与发射方形板2-7连接，发射套管2-8和发射方形板2-7均用钢板或工程塑料制作；接收外壳3-1的壳底板3-6上面用螺钉固定两个接收框架3-2，所述的两个接收框架3-2的其中一个内焊接接收长方形板3-5，接收长方形板3-5上由上至下并列设有两个圆孔，上部圆孔固接上接收套管3-7，下部的圆孔固接下接收套管3-8。上接收套管3-7、下接收套管3-8、发射框架2-2、聚波罩2-9和两个接收框架3-2均用钢板或工程塑料制作。
发射外壳2-1的壳底板2-6和接收外壳3-1的壳底板3-6均可拆卸。
超声波发射传感器2-3可选用T-40-16型，超声波接收传感器3-3可选用R-40-16型，蜂鸣器3-4可以选用压电式产品型号BP1770c-0540规格Φ16×7.0，选用超声波发射电路如图8，超声波频率40KHz，工作电压直流9V，选用超声波接收电路如图9，工作电压直流6V，电路输出端接入一继电器J，继电器有一常开接点J1和常闭接点J2。
具体实施方式三：如图1、图6及图7所示，具体实施方式二所述的超声波学生防近视仪，所述的第一支杆4包括第一上支杆4-1、第一下支杆4-2和第一螺母8；所述的第一上支杆4-1和第一下支杆4-2均为钢管，第一上支杆4-1的下端插入第一下支杆4-2内腔中，第一下支杆4-2外侧壁上部设有外螺纹，第一下支杆4-2的上端管口为收口(即有锥度)，且第一下支杆4-2的上端管口设有四个长方形开口，第一螺母8的内孔设有与第一下支杆4-2的上端管口相匹配的锥孔，第一螺母8与第一下支杆4-2的外螺纹配合，拧紧第一螺母8连接第一上支杆4-1和第一下支杆4-2；所述的第二支杆5包括第二上支杆5-1、第二下支杆5-2和第二螺母9；所述的第二上支杆5-1和第二下支杆5-2均为钢管，第二上支杆5-1的下端插入第二下支杆5-2内腔中，第二下支杆5-2外侧壁上部设有外螺纹，第二下支杆5-2的上端管口为收口(即有锥度)，且第二下支杆4-2的上端管口设有四个长方形开口，第二螺母9的内孔设有与第二下支杆5-2的上端管口相匹配的锥孔，第二螺母9与第二下支杆5-2的外螺纹配合，拧紧第二螺母9连接第二上支杆5-1和第二下支杆5-2。
如图2～图5所示，本实施方式中发射外壳2-1和接收外壳3-1外形均为长方体，发射外壳2-1的壳底板2-6中心设有第一内螺纹孔，第一上支杆4-1外侧壁上端设有外螺纹，第一上支杆4-1上端与发射外壳2-1的第一内螺纹孔连接，并通过与第一上支杆4-1上端旋接的螺母一6紧固；接收外壳3-1的壳底板3-6中心有设有第二内螺纹孔，第二上支杆5-1外侧壁上端设有外螺纹，第二上支杆5-1上端与接收外壳3-1的第二内螺纹孔连接，并通过与第二上支杆3-1上端旋接的螺母二7紧固。
如图1所示，第一下支杆4-2下端与第一夹板10上表面焊接，第二下支杆5-2下端与第二夹板11上表面焊接。
具体实施方式四：如图2及图4所示，具体实施方式二所述的超声波学生防近视仪，所述的发射外壳2-1和接收外壳3-1均由厚度为1～1.5mm薄钢板制成。
具体实施方式五：如图2所示，具体实施方式二所述的超声波学生防近视仪，所述的聚波罩2-9的中部水平设有空心轴2-9-1，所述的空心轴2-9-1的两端分别设有一个圆形挡片2-9-2，所述的圆形挡片2-9-2的中部设有中心孔，空心轴2-9-1的两端分别穿入两个圆形挡片2-9-2的中心孔内，发射套管2-8与两个圆形挡片2-9-2及空心轴2-9-1之间围成的空腔内填充隔音材料2-9-3，如此设置目的是，发射的超声波通过空心轴2-9-1的空腔，波束变细提高检测的准确度，隔音材料2-9-3为塑料泡沫或海绵，发射外壳2-1上与空心轴2-9-1相对应处设有发射圆孔2-11，接收外壳3-1上与超声波接收传感器3-3相对应处设有，接收圆孔3-12，且发射圆孔2-11与接收圆孔3-12相对应。
具体实施方式六：如图2及图4所示，具体实施方式一所述的超声波学生防近视仪，所述的超声波发射电路板2-4、超声波接收电路及电源电路板3-10均为绝缘树脂板。
具体实施方式七：如图2和图4所示，具体实施方式二所述的超声波学生防近视仪，所述的超声波发射传感器2-3与发射套管2-8的连接、超声波接收传感器2-3与上接收套管3-7的连接、蜂鸣器3-4与下接收套管3-8的连接以及聚波罩2-9与发射套管2-8的连接都是用普通胶粘接的。
具体实施方式八：如图1所示，具体实施方式一所述的超声波学生防近视仪，所述的第一支杆4下端和第二支杆5下端各有一个引入电线孔20。
本发明的工作原理：
所述的超声波发射盒2通过垂直设置的第一支杆4支撑并通过第一夹板10安装在课桌的一端，所述的超声波接收盒3通过垂直设置的第二支杆5支撑并通过第二夹板11安装在课桌的另一端，调整第一支杆4和第二支杆5的高度，使得超声波发射传感器2-3发射的超声波正对应于超声波接收传感器3-3，超声波从写字人的头部下方通过，超声波接收传感器3-3接收到超声波信号，超声波信号经电子放大器输出电流通过继电器，继电器的常开接点J1闭合，发光二极管发光，显示超声波接收传感器3-3收到超声波信号，写字人的姿态正常，当写字人头部偏低时，如设定5cm，头部阻挡了超声波，超声波接收传感器3-3接收不到超声波信号，超声波电子放大器不能输出启动继电器的电流，继电器的常开接点J1打开，发光二极管不亮，显示超声波信号被阻挡，写字人的头部低于设定值，常闭接点J2闭合，供给蜂鸣器3-4电流，蜂鸣器3-4发出报警声，提示写字人头部偏低，当写字人头部恢复正常姿态时，继电器的接点J2打开，报警声消失。
Claims (6)
1.一种超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的超声波学生防近视仪包括超声波发射盒(2)、超声波接收盒(3)、第一支杆(4)、第二支杆(5)、第一夹板(10)和第二夹板(11)，所述的第一支杆(4)和第二支杆(5)均为可伸缩支杆，所述的超声波发射盒(2)与第一支杆(4)上端连接，第一支杆(4)下端与第一夹板(10)连接；超声波接收盒(3)与第二支杆(5)上端连接，第二支杆(5)下端与第二夹板(11)连接，超声波发射盒(2)中的超声波发射传感器(2-3)发射的超声波正对应于超声波接收盒(3)的超声波接收传感器(3-3)。
2.根据权利要求1所述的超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的超声波发射盒(2)包括发射外壳(2-1)、发射框架(2-2)、发射套管(2-8)、超声波发射传感器(2-3)、聚波罩(2-9)、超声波发射电路板(2-4)、发射电源电路板(2-5)和电源指示灯(2-10)；所述的超声波接收盒(3)包括接收外壳(3-1)、上接收套管(3-7)、超声波接收传感器(3-3)、上接收套管(3-7)、下接收套管(3-8)、蜂鸣器(3-4)、接收超声波信号指示灯(3-11)、超声波接收电路及电源电路板(3-10)、两个接收框架(3-2)；所述的发射框架(2-2)为长方体形状，发射外壳(2-1)内固定有发射框架(2-2)，发射框架(2-2)的上部水平固定有发射套管(2-8)，发射套管(2-8)内沿轴向并列固定装有超声波发射传感器(2-3)和聚波罩(2-9)，发射框架(2-2)的中部安装超声波发射电路板(2-4)，发射框架(2-2)的下部安装发射电源电路板(2-5)，发射外壳(2-1)上安装一个电源指示灯(2-10)；所述的两个接收框架(3-2)均为长方体形状，接收外壳(3-1)内竖直并列固定有两个接收框架(3-2)，两个接收框架(3-2)的其中一个由上至下安装有水平设置的上接收套管(3-7)和下接收套管(3-8)，上接收套管(3-7)内装有超声波接收传感器(3-3)，下接收套管(3-8)内固定装有蜂鸣器(3-4)，两个接收框架(3-2)的剩余一个上安装有超声波接收电路及电源电路板(3-10)，接收外壳(3-1)对应蜂鸣器(3-4)的位置设有多个小孔，接收外壳(3-1)上安装一个接收超声波信号指示灯(3-11)。
3.根据权利要求2所述的超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的第一支杆(4)包括第一上支杆(4-1)、第一下支杆(4-2)和第一螺母(8)；所述的第一上支杆(4-1)和第一下支杆(4-2)均为钢管，第一上支杆(4-1)的下端插入第一下支杆(4-2)内腔中，第一下支杆(4-2)外侧壁上部设有外螺纹，第一下支杆(4-2)的上端管口为收口，且第一下支杆(4-2)的上端管口设有四个长方形开口，第一螺母(8)的内孔设有与第一下支杆(4-2)的上端管口相匹配的锥孔，第一螺母(8)与第一下支杆(4-2)的外螺纹配合，拧紧第一螺母(8)连接第一上支杆(4-1)和第一下支杆(4-2)；所述的第二支杆(5)包括第二上支杆(5-1)、第二下支杆(5-2)和第二螺母(9)；所述的第二上支杆(5-1)和第二下支杆(5-2)均为钢管，第二上支杆(5-1)的下端插入第二下支杆(5-2)内腔中，第二下支杆(5-2)外侧壁上部设有外螺纹，第二下支杆(5-2)的上端管口为收口，且第二下支杆(4-2)的上端管口设有四个长方形开口，第二螺母(9)的内孔设有与第二下支杆(5-2)的上端管口相匹配的锥孔，第二螺母(9)与第二下支杆(5-2)的外螺纹配合，拧紧第二螺母(9)连接第二上支杆(5-1)和第二下支杆(5-2)。
4.根据权利要求2所述的超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的发射外壳(2-1)和接收外壳(3-1)均由厚度为1～1.5mm薄钢板制成。
5.根据权利要求2所述的超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的聚波罩(2-9)的中部水平设有空心轴(2-9-1)，所述的空心轴(2-9-1)的两端分别设有一个圆形挡片(2-9-2)，所述的圆形挡片(2-9-2)的中部设有中心孔，空心轴(2-9-1)的两端分别穿入两个圆形挡片(2-9-2)的中心孔内，发射套管(2-8)与两个圆形挡片(2-9-2)及空心轴(2-9-1)之间围成的空腔内填充隔音材料(2-9-3)，发射外壳(2-1)上与空心轴(2-9-1)相对应处设有发射圆孔(2-11)，接收外壳(3-1)上与超声波接收传感器(3-3)相对应处设有接收圆孔(3-12)，且发射圆孔(2-11)与接收圆孔(3-12)相对应。
6.根据权利要求1所述的超声波学生防近视仪，其特征在于：所述的超声波发射电路板(2-4)、超声波接收电路及电源电路板(3-10)均为绝缘树脂板。
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| CN (1) | CN103729984B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104700584A (zh) * | 2014-11-18 | 2015-06-10 | 安徽工程大学 | 视力保护装置 |
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-
2014
- 2014-01-13 CN CN201410014242.6A patent/CN103729984B/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| CN103729984B (zh) | 2016-06-01 |
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Inventor after: Di Jingyu Inventor after: Xu Yang Inventor after: Yang Jiayue Inventor before: Xu Yang |
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