CN206789030U - 护眼预警仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种护眼预警仪，包括壳体，壳体内设有电路板；电路板上设有微处理器，微处理器第一通信端连接有红外测距仪，其第二通信端连接有摄像头，其第三通信端连接有光敏传感器，其第一控制端连接有预警装置，其第二控制端经电机连接有舵机，其供电端连接有电源；红外测距仪和摄像头设在壳体内且安装在舵机上，红外测距仪感测方向和摄像头拍摄方向均朝向护眼预警仪的前方；光敏传感器设在壳体内且固定安装在壳体内靠近顶部的位置；壳体上对应红外测距仪、摄像头和光敏传感器的位置设置有窗口。该护眼预警仪能够用于检测青少年坐姿是否正确，同时还可以用于检测周围的环境光强度对眼睛是否有影响，并及时预警，保护使用者眼睛健康。

Description

护眼预警仪

技术领域

本实用新型属于护眼装置技术领域，具体涉及一种护眼预警仪。

背景技术

眼睛是心灵的窗户，是人们一生的朋友，保护眼睛对人们的生活至关重要，但是，现如今近视的人却越来越多，据相关部门调查，我国现有盲人500多万，低视力者上千万，尤其是在儿童及青少年当中，患病率极高；全国学生体质健康调研最新数据表明，我国小学生近视眼发病率为22.78％，中学生为55.22％，高中生为70.34％。

目前，市场上使用较多的是护眼装置分两种：一种是眼部矫正装置，可以让轻度近视者矫正到正常状态，减缓重度近视的程度，但矫正的效果并不稳定，且后知后觉、费时费力；另一种是护眼预警装置，通过提前预警来防止眼睛近视，受到人们的认可，使用人群一般是青少年学生，装置设置在使用者正前方，通过摄像头拍摄坐姿图像信息，将图像信息与处理器中的预设图像进行分析对比，若坐姿误差超过预设值，则通过语音设备提醒用户调整坐姿，以保护视力，但该装置仍存在较多需改进之处，如周围环境的亮度对视力的影响、摄像头检测精度差等问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型要解决的技术问题是，如何设计一种能够用于检测青少年坐姿是否正确并带有预警功能的装置，来帮助解决检测环境多变、摄像头检测精度差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种护眼预警仪，包括壳体，壳体内设有用于安装电路板的电路安装腔；电路板上设有微处理器，微处理器第一通信端连接有红外测距仪，微处理器第二通信端连接有摄像头，微处理器第三通信端连接有光敏传感器，微处理器第一控制端连接有预警装置，微处理器第二控制端经电机连接有舵机，微处理器供电端连接有电源；红外测距仪和摄像头设置在壳体内且安装在舵机上，舵机通过支架安装在壳体内中部位置，红外测距仪的感测方向和摄像头的拍摄方向均朝向护眼预警仪的前方；光敏传感器设置在壳体内且固定安装在壳体内靠近顶部的位置；壳体上对应红外测距仪、摄像头和光敏传感器的位置设置有窗口。

本申请中，护眼预警仪在使用时正对放置在使用者正前方，摄像头和红外测距仪正对面向使用者；红外测距仪、摄像头、光敏传感器、预警装置和电机均通过电连接的方式与微处理器连接；红外测距仪和摄像头安装在舵机上，光敏传感器固定设置在壳体内靠近顶部的位置；红外测距仪、摄像头和光敏传感器均设置在壳体内，且与壳体对应的位置均设置有窗口，以便红外测距仪测量护眼预警仪与使用者头部间的距离、摄像头拍摄使用者的坐姿图像信息和光敏传感器采集周围的环境光强度；微处理器通过控制电机的转动速度和转动方向来控制舵机的转动速度和转动方向，进而调节红外测距仪和摄像头的转动速度和转动方向；上述结构可以用来检测青少年的坐姿是否正确，当坐姿不正确时，预警装置会提醒使用者。具体分析过程如下：打开电源，红外测距仪用于实时测量装置与使用者头部间的距离，并将检测的距离信息发送到微处理器，微处理器分析距离信息并与预设距离范围信息相对比，当距离信息超出预设距离范围，微处理器控制预警装置进行报警；此处的预设距离范围根据人眼的明视距离进行设定，通常人眼明视距离范围在20cm~30cm内，25cm左右为正常，低于20cm则为近视，高于30cm则为远视；摄像头实时拍摄使用者的坐姿图像信息，并将坐姿图像信息发送到微处理器，微处理器分析坐姿图像信息并与预设坐姿图像对比分析，当使用者坐姿不正确时，微处理器控制预警装置进行报警；提前拍摄多组坐姿图像，构建预设坐姿图像，当拍摄到的坐姿图像信息与预设坐姿图像不符时，则判定坐姿不正确；光敏传感器实时检测使用者正前方的环境光强信息，并将环境光强信息发送到微处理器，微处理分析环境光强信息并与预设环境光强范围进行对比，当环境光强信息超出预设环境光强范围时，微处理控制预警装置进行报警；通过红外测距仪和摄像头同时检测可以精确判断使用者的坐姿是否正确，当使用者坐姿不正确时，报警装置进行提醒，同时，光敏传感器可以实时检测使用者周围的环境光强度，当周围的环境光强度会对眼睛造成伤害时，则报警提醒使用者；当环境光强度会对眼睛造成伤害时，则认定环境光强信息超出预设环境光强范围。上述的分析过程通过本领域编程人员编写的程序即可实现，属于现有技术，并不在本申请的保护范围内。

进一步地，作为优选，所述壳体为半球形壳体，电路安装腔固定设置在壳体底部，电路安装腔的顶部设置有用于安装电机和电源的电机盒。将壳体设置为半球形，可以将装置稳定地放置在使用者正前方的台面或者桌面上，电路安装腔设置在壳体内底部的中间位置，支架设置在电路安装腔顶部中间位置，通过支架可以让舵机处于壳体内的中部位置；实际使用中，支架也可以安装在壳体内侧壁上，达到将舵机安装在壳体内中间位置的目的；将电机和电源安装在电机盒内，节省空间，同时可以防止漏电等情况。

进一步地，作为优选，所述窗口为开口或者透明窗，窗口包括第一窗口和第二窗口；红外测距仪和摄像头对应的第一窗口为矩形弧面，第一窗口设置在壳体的周向侧面；光敏传感器对应的第二窗口为圆弧面，第二窗口设置在壳体的顶部。

上述护眼预警仪中，窗口可以设计为开口，以便红外测距仪测量装置与使用者头部间的距离、摄像头拍摄使用者的坐姿图像信息和光敏传感器采集周围的环境光强度；将窗口设为开口，红外测距仪、摄像头和光敏传感器会暴露在空中，易对仪器造成损坏，空气中的灰尘也容易进入，因此可以将窗口设为透明窗，可以用透明材料制成；因为壳体为半球形，所以第一窗口的形状设计为矩形弧面，第二窗口的形状设计为圆弧面；第一窗口设置在壳体的周向侧面，使用时，第一窗口正对使用者；光敏传感器靠近壳体的顶部位置。

进一步地，作为优选，所述舵机包括转动机构和固定装置；红外测距仪和摄像头固定安装在转动机构上，红外测距仪和摄像头能够在转动机构的带动下沿竖直方向在第一窗口范围内转动，光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上。

上述护眼预警仪中，转动机构能够在竖直方向进行转动，实际使用时，考虑到使用者身高差异，同时要求红外测距仪和摄像头必须正对使用者头部，因此，当红外测距仪和摄像头的检测信息和预设信息不匹配时，微处理器控制电机转动，电机带动舵机在第一窗口的范围的范围内调节角度，实现红外测距仪和摄像头正对使用者头部；实际设计时，第一窗口的范围为沿竖直方向0~60度；采用光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上的理由如下：光敏传感器可以通过多种方式设置在壳体内靠近顶部第二窗口的位置，例如支撑杆一端固定在壳体内侧壁，支撑杆另一端与光敏传感器连接；但是这些连接方式会存在一个问题，由于电路板设置在壳体底部的电路安装腔中，光敏传感器与电路板间的电连接导线会在壳体内部处于悬空状态，当红外测距仪和摄像头跟随舵机转动时，存在与导线缠绕在一起的风险，易发生危险事故；若光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上，光敏传感器与电路板间的电连接导线可以沿支架和支撑杆的空心部排线，直接与电路板安装腔中的电路板连接。

进一步地，作为优选，所述预警装置为震动器，震动器设置在壳体底部。

进一步地，作为优选，所述预警装置为喇叭，喇叭固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应喇叭的位置设置有喇叭孔。

进一步地，作为优选，所述预警装置为LED灯，LED灯固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应LED灯的位置设置有第三窗口。

本实用新型整体结构简单，操作简便，可以精确检测青少年的坐姿是否正确，同时可以检测周围的环境光强度对眼睛是否有影响，并及时预警，保护使用者的眼睛。

附图说明

图1为本实用新型实施例中护眼预警仪的工作原理框图；

图2为本实用新型实施例中护眼预警仪的正面剖视图；

图3为本实用新型实施例中护眼预警仪的侧面剖视图。

附图标记：

1-壳体，2-电路安装腔，3-支架，4-舵机，5-红外测距仪，6-摄像头，7-光敏传感器，81-第一窗口，82-第二窗口，9-电机盒。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

最优实施例：

参照图1~图3，一种护眼预警仪，包括壳体1，壳体内设有用于安装电路板的电路安装腔2；电路板上设有微处理器，微处理器第一通信端连接有红外测距仪5，微处理器第二通信端连接有摄像头6，微处理器第三通信端连接有光敏传感器7，微处理器第一控制端连接有预警装置，微处理器第二控制端经电机连接有舵机4，微处理器供电端连接有电源；红外测距仪和摄像头设置在壳体内且安装在舵机上，舵机通过支架3安装在壳体内中部位置，红外测距仪的感测方向和摄像头的拍摄方向均朝向护眼预警仪的前方；光敏传感器设置在壳体内且固定安装在壳体内靠近顶部的位置；壳体上对应红外测距仪、摄像头和光敏传感器的位置设置有窗口。

本申请中，护眼预警仪在使用时正对放置在使用者正前方，摄像头和红外测距仪正对面向使用者；红外测距仪、摄像头、光敏传感器、预警装置和电机均通过电连接的方式与微处理器连接；红外测距仪和摄像头安装在舵机上，光敏传感器固定设置在壳体内靠近顶部的位置；红外测距仪、摄像头和光敏传感器均设置在壳体内，且与壳体对应的位置均设置有窗口，以便红外测距仪测量护眼预警仪与使用者头部间的距离、摄像头拍摄使用者的坐姿图像信息和光敏传感器采集周围的环境光强度；微处理器通过控制电机的转动速度和转动方向来控制舵机的转动速度和转动方向，进而调节红外测距仪和摄像头的转动速度和转动方向；上述结构可以用来检测青少年的坐姿是否正确，当坐姿不正确时，预警装置会提醒使用者。具体分析过程如下：打开电源，红外测距仪用于实时测量装置与使用者头部间的距离，并将检测的距离信息发送到微处理器，微处理器分析距离信息并与预设距离范围信息相对比，当距离信息超出预设距离范围，微处理器控制预警装置进行报警；此处的预设距离范围根据人眼的明视距离进行设定，通常人眼明视距离范围在20cm~30cm内，25cm左右为正常，低于20cm则为近视，高于30cm则为远视；摄像头实时拍摄使用者的坐姿图像信息，并将坐姿图像信息发送到微处理器，微处理器分析坐姿图像信息并与预设坐姿图像对比分析，当使用者坐姿不正确时，微处理器控制预警装置进行报警；提前拍摄多组坐姿图像，构建预设坐姿图像，当拍摄到的坐姿图像信息与预设坐姿图像不符时，则判定坐姿不正确；光敏传感器实时检测使用者正前方的环境光强信息，并将环境光强信息发送到微处理器，微处理分析环境光强信息并与预设环境光强范围进行对比，当环境光强信息超出预设环境光强范围时，微处理控制预警装置进行报警；通过红外测距仪和摄像头同时检测可以精确判断使用者的坐姿是否正确，当使用者坐姿不正确时，报警装置进行提醒，同时，光敏传感器可以实时检测使用者周围的环境光强度，当周围的环境光强度会对眼睛造成伤害时，则报警提醒使用者；当环境光强度会对眼睛造成伤害时，则认定环境光强信息超出预设环境光强范围。上述的分析过程通过本领域编程人员编写的程序即可实现，属于现有技术，并不在本申请的保护范围内。

本实施例中，所述壳体为半球形壳体，电路安装腔固定设置在壳体底部，电路安装腔的顶部设置有用于安装电机和电源的电机盒9。将壳体设置为半球形，可以将装置稳定地放置在使用者正前方的台面或者桌面上，电路安装腔设置在壳体内底部的中间位置，支架设置在电路安装腔顶部中间位置，通过支架可以让舵机处于壳体内的中部位置；实际使用中，支架也可以安装在壳体内侧壁上，达到将舵机安装在壳体内中间位置的目的；将电机和电源安装在电机盒内，节省空间，同时可以防止漏电等情况。

本实施例中，所述窗口为开口或者透明窗，窗口包括第一窗口81和第二窗口82；红外测距仪和摄像头对应的第一窗口为矩形弧面，第一窗口设置在壳体的周向侧面；光敏传感器对应的第二窗口为圆弧面，第二窗口设置在壳体的顶部。

上述护眼预警仪中，窗口可以设计为开口，以便红外测距仪测量装置与使用者头部间的距离、摄像头拍摄使用者的坐姿图像信息和光敏传感器采集周围的环境光强度；将窗口设为开口，红外测距仪、摄像头和光敏传感器会暴露在空中，易对仪器造成损坏，空气中的灰尘也容易进入，因此可以将窗口设为透明窗，可以用透明材料制成；因为壳体为半球形，所以第一窗口的形状设计为矩形弧面，第二窗口的形状设计为圆弧面；第一窗口设置在壳体的周向侧面，使用时，第一窗口正对使用者；光敏传感器靠近壳体的顶部位置。

本实施例中，所述舵机包括转动机构和固定装置；红外测距仪和摄像头固定安装在转动机构上，红外测距仪和摄像头能够在转动机构的带动下沿竖直方向在第一窗口范围内转动，光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上。

上述护眼预警仪中，转动机构能够在竖直方向进行转动，实际使用时，考虑到使用者身高差异，同时要求红外测距仪和摄像头必须正对使用者头部，因此，当红外测距仪和摄像头的检测信息和预设信息不匹配时，微处理器控制电机转动，电机带动舵机在第一窗口的范围的范围内调节角度，实现红外测距仪和摄像头正对使用者头部；实际设计时，第一窗口的范围为沿竖直方向0~60度；采用光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上的理由如下：光敏传感器可以通过多种方式设置在壳体内靠近顶部第二窗口的位置，例如支撑杆一端固定在壳体内侧壁，支撑杆另一端与光敏传感器连接；但是这些连接方式会存在一个问题，由于电路板设置在壳体底部的电路安装腔中，光敏传感器与电路板间的电连接导线会在壳体内部处于悬空状态，当红外测距仪和摄像头跟随舵机转动时，存在与导线缠绕在一起的风险，易发生危险事故；若光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上，光敏传感器与电路板间的电连接导线可以沿支架和支撑杆的空心部排线，直接与电路板安装腔中的电路板连接。

在具体实施过程中，光敏传感器还可以设计在其他位置，与上述结构的区别如下：光敏传感器7可以固定设置在壳体内侧壁上，壳体采用透明材料制成，就可以实现光敏传感器采集环境光强度信息；若壳体的制造材料不做限定，壳体上与光敏传感器7对应的位置采用透明材料制成即可，或者在对应的位置设置大小适宜的开口，大小适宜指不影响光敏传感器检测周围的环境光强度。

本实施例中，所述预警装置为震动器，震动器设置在壳体底部。

具体实施时，预警装置除了设置为震动器，还可以设计为其他器件；所述预警装置为喇叭，喇叭固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应喇叭的位置设置有喇叭孔；所述预警装置为LED灯，LED灯固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应LED灯的位置设置有第三窗口。

上述护眼预警仪中，微处理器可以根据获得的距离信息和坐姿图像信息判断红外测距仪和摄像头的检测角度是否正确，若红外测距仪和摄像头的检测角度错误，则将角度修正信息发送给微处理器，微处理器控制电机转动，电机控制舵机实时修正检测角度。本申请中的护眼预警仪将红外测距仪、摄像头和光强传感器均设置在半球形壳体内，使这些功能有机的整合在一起，更加节省空间、利用资源；通过红外测距仪和摄像头同时检测可以精确判断使用者的坐姿是否正确，当使用者坐姿不正确时，报警进行提醒，同时，光敏传感器可以实时检测使用者周围的环境光强度，当周围的环境光强度会对眼睛造成伤害时，则报警提醒使用者。

本实用新型解决了检测环境多变、摄像头检测精度差的问题，可以精确检测青少年的坐姿是否正确，同时可以检测周围的环境光强度对眼睛是否有影响，并及时预警，保护使用者的眼睛。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种护眼预警仪，其特征在于：包括壳体，壳体内设有用于安装电路板的电路安装腔；电路板上设有微处理器，微处理器第一通信端连接有红外测距仪，微处理器第二通信端连接有摄像头，微处理器第三通信端连接有光敏传感器，微处理器第一控制端连接有预警装置，微处理器第二控制端经电机连接有舵机，微处理器供电端连接有电源；红外测距仪和摄像头设置在壳体内且安装在舵机上，舵机通过支架安装在壳体内中部位置，红外测距仪的感测方向和摄像头的拍摄方向均朝向护眼预警仪的前方；光敏传感器设置在壳体内且固定安装在壳体内靠近顶部的位置；壳体上对应红外测距仪、摄像头和光敏传感器的位置设置有窗口。

2.根据权利要求1所述的护眼预警仪，其特征在于，所述壳体为半球形壳体，电路安装腔固定设置在壳体底部，电路安装腔的顶部设置有用于安装电机和电源的电机盒。

3.根据权利要求2所述的护眼预警仪，其特征在于，所述窗口为开口或者透明窗，窗口包括第一窗口和第二窗口；红外测距仪和摄像头对应的第一窗口为矩形弧面，第一窗口设置在壳体的周向侧面；光敏传感器对应的第二窗口为圆弧面，第二窗口设置在壳体的顶部。

4.根据权利要求3所述的护眼预警仪，其特征在于，所述舵机包括转动机构和固定装置；红外测距仪和摄像头固定安装在转动机构上，红外测距仪和摄像头能够在转动机构的带动下沿竖直方向在第一窗口范围内转动，光敏传感器通过支撑杆安装在固定装置上。

5.根据权利要求1所述的护眼预警仪，其特征在于，所述预警装置为震动器，震动器设置在壳体底部。

6.根据权利要求1所述的护眼预警仪，其特征在于，所述预警装置为喇叭，喇叭固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应喇叭的位置设置有喇叭孔。

7.根据权利要求1所述的护眼预警仪，其特征在于，所述预警装置为LED灯，LED灯固定设置在壳体上靠近第一窗口的位置，且壳体上对应LED灯的位置设置有第三窗口。