CN108364441A - 一种儿童电视观姿矫正仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种儿童电视观姿矫正仪，包括距离传感器，用于检测佩戴者与电视之间的距离；倾角传感器，用于检测佩戴者的身体倾角；两个信号处理模块，分别与距离传感器和倾角传感器的输出端相连，信号处理模块设置有修正信号输出端和修正信号输入端，任意一个信号处理模块的修正信号输出端与另一个信号处理模块的修正信号输入端相连；距离报警模块，通过信号处理模块与距离传感器相连，用于对佩戴者近距离观看电视进行报警；倾角报警模块，通过信号处理模块与倾角传感器相连，用于对佩戴者身体倾斜进行报警。本发明能够改进现有技术的不足，提高了矫正仪对于使用者身体姿态检测的全面性。
Description
技术领域
本发明涉及一种保健仪器，尤其是一种儿童电视观姿矫正仪。
背景技术
儿童正处于身体生长发育的关键时期，在日常生活中（尤其是观看电视节目时），由于坐姿不正确会导致视力和脊椎的损伤。针对这一问题，市场上有多种矫正仪销售。但是，现有的矫正仪无法对使用者的综合姿态进行检测和预警，使用效果欠佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种儿童电视观姿矫正仪，能够解决现有技术的不足，提高了矫正仪对于使用者身体姿态检测的全面性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种儿童电视观姿矫正仪，包括，
距离传感器，用于检测佩戴者与电视之间的距离；
倾角传感器，用于检测佩戴者的身体倾角；
两个信号处理模块，分别与距离传感器和倾角传感器的输出端相连，信号处理模块设置有修正信号输出端和修正信号输入端，任意一个信号处理模块的修正信号输出端与另一个信号处理模块的修正信号输入端相连；
距离报警模块，通过信号处理模块与距离传感器相连，用于对佩戴者近距离观看电视进行报警；
倾角报警模块，通过信号处理模块与倾角传感器相连，用于对佩戴者身体倾斜进行报警。
作为优选，所述信号处理模块包括串联连接的信号采集模块和信号修正模块，修正信号输出端和修正信号输入端位于信号修正模块上。
作为优选，所述信号采集模块的输入端通过第一电阻连接至第一运放的正相输入端，第一运放的正相输入端通过串联的第一电容和第二电阻接地，第一运放的反相输入端通过第三电阻接地，第一运放的反相输入端通过第四电阻连接至第一运放的输出端，第一运放的输出端作为信号采集模块的输出端。
作为优选，所述信号修正模块的输入端通过串联的第二电容和第三电容连接至第二运放的正相输入端，信号修正模块的输入端通过串联的第五电阻和第六电阻连接至第二运放的正相输入端，第二运放的反相输入端通过第七电阻接地，第二运放的反相输入端通过第八电阻连接至第二运放的输出端，第二电容和第三电容之间通过第九电阻接地，第二运放的正相输入端通过第四电容接地，第五电阻和第六电阻之间通过第五电容接地，第二运放的输出端通过第十电阻连接至第三运放的正相输入端，第三运放的正相输入端通过第十一电阻接地，第三运放的反相输入端通过第十二电阻接地，第三运放的反相输入端通过第十三电阻连接至第三运放的输出端，第三运放的正相输入端通过第六电容连接至第一三极管的集电极，第一三极管的集电极通过第十四电阻连接至第一三极管的基极，第一三极管的发射极连接至第二运放的正相输入端，第二运放的输出端作为修正信号输出端，修正信号输入端通过并联的第十五电阻和第七电容连接至第四运放的反相输入端，第四运放的反相输入端通过串联的第十六电阻和第八电容连接至第四运放的输出端，第四运放的正相输入端通过第十七电阻接地，第四运放的输出端通过第十八电阻连接至第三运放的正相输入端，第三运放的输出端作为信号修正模块的输出端。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置独立的距离传感器和倾角传感器，分别对使用者距离电视的距离和其观看电视时的身体倾角进行实时检测，实现全方位矫正。为了进一步降低硬件成本和运行稳定性，本发明未使用现有矫正仪常用的单片机作为控制元器件，而是完全通过模拟电路对检测功能进行了实现。通过引入修正信号，可以实现距离和倾角两组数据的复合检测，即在某一项检测通道内，引入另外一项的数据分量，从而实现两组数据的复合检测。例如在倾角检测数据出现波动时，通过修正信号，可以自动提高距离检测信号的强度（相当于降低报警阈值），从而实现及早报警。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的原理图。
图2是本发明一个具体实施方式中信号采集模块的电路图。
图3是本发明一个具体实施方式中信号处理模块的电路图。
具体实施方式
参照图1-3，本发明一个具体实施方式包括，
距离传感器1，用于检测佩戴者与电视之间的距离；
倾角传感器2，用于检测佩戴者的身体倾角；
两个信号处理模块3，分别与距离传感器1和倾角传感器2的输出端相连，信号处理模块3设置有修正信号输出端和修正信号输入端，任意一个信号处理模块3的修正信号输出端与另一个信号处理模块3的修正信号输入端相连；
距离报警模块4，通过信号处理模块3与距离传感器1相连，用于对佩戴者近距离观看电视进行报警；
倾角报警模块5，通过信号处理模块3与倾角传感器2相连，用于对佩戴者身体倾斜进行报警。
信号处理模块3包括串联连接的信号采集模块31和信号修正模块32，修正信号输出端和修正信号输入端位于信号修正模块32上。
信号采集模块31的输入端通过第一电阻R1连接至第一运放A1的正相输入端，第一运放A1的正相输入端通过串联的第一电容C1和第二电阻R2接地，第一运放A1的反相输入端通过第三电阻R3接地，第一运放A1的反相输入端通过第四电阻R4连接至第一运放A1的输出端，第一运放A1的输出端作为信号采集模块31的输出端。
信号修正模块32的输入端通过串联的第二电容C2和第三电容C3连接至第二运放A2的正相输入端，信号修正模块32的输入端通过串联的第五电阻R5和第六电阻R6连接至第二运放A2的正相输入端，第二运放A2的反相输入端通过第七电阻R7接地，第二运放A2的反相输入端通过第八电阻R8连接至第二运放A2的输出端，第二电容C2和第三电容C3之间通过第九电阻R9接地，第二运放A2的正相输入端通过第四电容C4接地，第五电阻R5和第六电阻R6之间通过第五电容C5接地，第二运放A2的输出端通过第十电阻R10连接至第三运放A3的正相输入端，第三运放A3的正相输入端通过第十一电阻R11接地，第三运放A3的反相输入端通过第十二电阻R12接地，第三运放A3的反相输入端通过第十三电阻R13连接至第三运放A3的输出端，第三运放A3的正相输入端通过第六电容C6连接至第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的集电极通过第十四电阻R14连接至第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的发射极连接至第二运放A2的正相输入端，第二运放A2的输出端作为修正信号输出端，修正信号输入端通过并联的第十五电阻R15和第七电容C7连接至第四运放A4的反相输入端，第四运放A4的反相输入端通过串联的第十六电阻R16和第八电容C8连接至第四运放A4的输出端，第四运放A4的正相输入端通过第十七电阻R17接地，第四运放A4的输出端通过第十八电阻R18连接至第三运放A3的正相输入端，第三运放A3的输出端作为信号修正模块32的输出端。
第一运放A1的输出端连接至第二三极管Q2的集电极，第二三极管Q2的基极通过第九电容C9连接至第三运放A3的输出端，第二三极管Q2的发射极通过串联的第十电容C10和第十九电阻R19接地，第十电容C10和第十九电阻R19通过第十一电容C11连接至第一电容C1和第二电阻R2之间。通过第二三极管Q2引入反馈信号，可以有效提高输出信号的信噪比。
其中，第一电阻R1为7.5kΩ、第二电阻R2为10kΩ、第三电阻R3为15kΩ、第四电阻R4为10kΩ，第五电阻R5为1.5kΩ，第六电阻R6为3.5kΩ、第七电阻R7为3.5kΩ、第八电阻R8为5kΩ、第九电阻R9为8kΩ、第十电阻R10为1kΩ、第十一电阻R11为2.5kΩ、第十二电阻R12为4kΩ、第十三电阻R13为5 kΩ、第十四电阻R14为3 kΩ、第十五电阻R15、第十六电阻R16为9.5 kΩ、第十七电阻R17为3 kΩ、第十八点组R18为0.5 kΩ、第十九电阻R19为5.5 kΩ。第一电容C1为120μF，第二电容C2为330μF，第三电容C3为90μF，第四电容C4为250μF，第五电容C5为500μF，第六电容C6为100μF，第七电容C7为350μF、第八电容C8为150μF、第九电容C9为50μF、第十电容C10为450μF、第十一电容C11为600μF。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种儿童电视观姿矫正仪，其特征在于：包括，
距离传感器（1），用于检测佩戴者与电视之间的距离；
倾角传感器（2），用于检测佩戴者的身体倾角；
两个信号处理模块（3），分别与距离传感器（1）和倾角传感器（2）的输出端相连，信号处理模块（3）设置有修正信号输出端和修正信号输入端，任意一个信号处理模块（3）的修正信号输出端与另一个信号处理模块（3）的修正信号输入端相连；
距离报警模块（4），通过信号处理模块（3）与距离传感器（1）相连，用于对佩戴者近距离观看电视进行报警；
倾角报警模块（5），通过信号处理模块（3）与倾角传感器（2）相连，用于对佩戴者身体倾斜进行报警。
2.根据权利要求1所述的儿童电视观姿矫正仪，其特征在于：所述信号处理模块（3）包括串联连接的信号采集模块（31）和信号修正模块（32），修正信号输出端和修正信号输入端位于信号修正模块（32）上。
3.根据权利要求2所述的儿童电视观姿矫正仪，其特征在于：所述信号采集模块（31）的输入端通过第一电阻（R1）连接至第一运放（A1）的正相输入端，第一运放（A1）的正相输入端通过串联的第一电容（C1）和第二电阻（R2）接地，第一运放（A1）的反相输入端通过第三电阻（R3）接地，第一运放（A1）的反相输入端通过第四电阻（R4）连接至第一运放（A1）的输出端，第一运放（A1）的输出端作为信号采集模块（31）的输出端。
4.根据权利要求3所述的儿童电视观姿矫正仪，其特征在于：所述信号修正模块（32）的输入端通过串联的第二电容（C2）和第三电容（C3）连接至第二运放（A2）的正相输入端，信号修正模块（32）的输入端通过串联的第五电阻（R5）和第六电阻（R6）连接至第二运放（A2）的正相输入端，第二运放（A2）的反相输入端通过第七电阻（R7）接地，第二运放（A2）的反相输入端通过第八电阻（R8）连接至第二运放（A2）的输出端，第二电容（C2）和第三电容（C3）之间通过第九电阻（R9）接地，第二运放（A2）的正相输入端通过第四电容（C4）接地，第五电阻（R5）和第六电阻（R6）之间通过第五电容（C5）接地，第二运放（A2）的输出端通过第十电阻（R10）连接至第三运放（A3）的正相输入端，第三运放（A3）的正相输入端通过第十一电阻（R11）接地，第三运放（A3）的反相输入端通过第十二电阻（R12）接地，第三运放（A3）的反相输入端通过第十三电阻（R13）连接至第三运放（A3）的输出端，第三运放（A3）的正相输入端通过第六电容（C6）连接至第一三极管（Q1）的集电极，第一三极管（Q1）的集电极通过第十四电阻（R14）连接至第一三极管（Q1）的基极，第一三极管（Q1）的发射极连接至第二运放（A2）的正相输入端，第二运放（A2）的输出端作为修正信号输出端，修正信号输入端通过并联的第十五电阻（R15）和第七电容（C7）连接至第四运放（A4）的反相输入端，第四运放（A4）的反相输入端通过串联的第十六电阻（R16）和第八电容（C8）连接至第四运放（A4）的输出端，第四运放（A4）的正相输入端通过第十七电阻（R17）接地，第四运放（A4）的输出端通过第十八电阻（R18）连接至第三运放（A3）的正相输入端，第三运放（A3）的输出端作为信号修正模块（32）的输出端。
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