一种防近视提醒装置制造方法及图纸

一种防近视提醒装置，该提醒装置使用时面向使用者头部，该装置包括一单片机、主舵机和从舵机，单片机连接主舵机和从舵机，主舵机连接控制第一激光测距模块与第二激光模块一齐上下摆动，用于定位使用者的头顶和眼睛位置，测量使用者眼睛与书本的距离，从舵机连接控制第二激光测距模块左右摆动，用于定位使用者的整个头的位置，测量使用者是否侧头，单片机还连接光敏感应模块和有源蜂鸣器。单片机连接一个蓝牙模块。该装置采用Arduino nano板作为单片机的主板。

A kind of short-sighted reminding device

A myopia prevention reminding device, the device used for reminding the user's head, the device comprises a single chip, and the main steering gear from the steering gear, steering gear and steering gear from the microcontroller is connected with the main, the main steering gear is connected with the control module and the first laser ranging second laser modules together to swing up and down, the user for positioning head and eye position measurement, user the distance between eyes and a book, the second module is connected with the control of laser ranging from swing actuator for positioning the user's whole head position, measuring whether the user side head, SCM is also connected light sensitive module and active buzzer. The single chip computer connects a Bluetooth module. This device uses Arduino nano microcontroller as board motherboard.

【技术实现步骤摘要】
一种防近视提醒装置
本专利技术属于健康保护
，特别涉及一种防近视提醒装置。
技术介绍
公开号为CN104504869A的专利文件，公开了一种“预防儿童近视的语音提醒装置，属于保护眼睛预防近视的
，包括电源电路、单片机电路、超声波发射头、超声波接收头、一个双向滚珠开关、放大检测电路、语音电路和压电蜂鸣器以及必要的外壳和头戴支架，本专利技术安装在用户头部侧面，能够实现电源电压检测、电池充电、环境噪音强度的检测、用户眼睛至观察物之间距离的检测、头部与水平面之间的左右倾斜角度的检测和语音提示“。但是，这种防近视提醒装置的电路组成比较复杂，实现技术难度高，不利于降低产品的成本。
技术实现思路
本专利技术装置是针对处于小学的低龄学生的一款智能防近视提醒器，以解决现有装置成本高企的问题。一种防近视提醒装置，该提醒装置使用时面向使用者头部，该装置包括一单片机、主舵机和从舵机，单片机连接主舵机，主舵机连接从舵机到第二激光测距模块，主舵机还连接第一激光测距模块，主舵机连接控制第一激光测距模块和第二激光测距模块一起上下摆动，第一激光测距模块用于定位使用者的头顶和眼睛位置，测量使用者眼睛与书本的距离，主舵机通过从舵机连接控制第二激光测距模块左右摆动，用于定位使用者的整个头的位置和身体的中心线，测量使用者是否侧头，单片机还连接光敏感应模块和有源蜂鸣器。单片机还连接一个蓝牙模块。该装置采用Arduinonano板作为单片机的主板。单片机执行以下控制步骤：(1)主舵机控制第一激光测距模块不断上调角度，每次上调小于1度，根据第一激光测距模块的返回值变化是否大于1米，主舵机上下调节的角度根据衰变系数计算，不断减小以精确定位头部，衰变系数的形式是：(固定系数)调整次数。调节的基准角度由程序设定角度，用于主舵机上下调整时作为基准结合衰变系数计算调整度数，调整后角度＝调整前角度±基准角度×衰变系数；(2)从舵机控制第二激光测距模块从右至左扫过，记录两次返回值变化极大时从舵机的角度分别为γ和σ，将这2个角度的数值定为使用者头部位置的初始值，第二激光测距模块不断在(γ-5)°和(σ+5)°间来回扫描，一旦扫描所得的头部位置超出头部允许移动的范围，即判定使用者侧头，警报提醒。具体的判定方式是：激光扫至(γ-5)°和(σ+5)°时返回值若小于1米，则判定头部位置超出头部允许移动范围。进一步的，从舵机控制第二激光测距模块从右至左扫过，记录返回值中两次数据变化较大的数值分别为x和y(测定使用者位置)，以及这两个数值所对应的舵机角度α和β，使用余弦定理计算使用者的宽度w并找出中心点o，计算出舵机需要回调的角度δ，舵机控制激光模块回调δ°使激光对准中心点，此点与桌面的垂线作为之后舵机上下移动的基准线，其中，x：第二激光测距模块与使用者身体右端的距离y：第二激光测距模块与使用者身体左端的距离a：舵机臂长度α：激光扫至身体右侧时舵机转动的度数β：激光扫至身体左侧时舵机转动的度数θ：激光扫至身体左侧时激光与身体的夹角w：身体宽度δ：舵机回转角度6如权利要求5所述防近视提醒装置，其特征在于，主舵机控制第一激光测距模块，对于使用者眼睛与书本的距离计算包括：z：第一激光模块与头顶的距离m：头顶与眼睛的距离(估测值)η：主舵机转动角度k：第一激光模块与书本中心的距离(估测值)n：主舵机转轴与眼睛的距离l：第一激光模块与身体中心点的距离a：舵机臂长度d：眼睛与书本中心距离λ：提醒器与眼睛的连线及书本所在平面的夹角ζ：第一激光模块发出的激光与头的夹角由于现阶段儿童近视的情况越来越严重，虽然各种防近视笔和坐姿矫正器也层出不穷,但是使用麻烦且无法检测孩子是否偏头侧头，同时也没有考虑到光线不足或者过强对视力的损害。如果家长不在孩子身边陪伴，也无法了解孩子的用眼姿势和用眼环境是否正确。本专利技术通过蓝牙与手机app相连，方便家长远程实时监督。使用者一旦打开提醒器电源，就会提醒器开始测算眼睛与书本距离。距离过近和侧头以及周围亮度不适于写字，都会发出滴滴声提醒。家长通过app会收到总结(侧头次数，低头次数，总计时间)。并且能够通过app发回“同意结束”，告知孩子该停止用眼，放松眼睛和休息了。本专利技术相对于现有装置的优点包括：(一)测试阅读者与读物的实际距离，若小于合适距离(30—35厘米)或阅读者出现侧头状况，提醒装置发出提醒音，并记录下来。(二)测试阅读者的用光是否合适，若超过正常亮度强度(400到600流明)，提醒装置发出提醒音，并记录下来。(三)孩子在使用结束前离开超过1分钟，提醒装置发消息至APP提醒家长。(四)使用完毕后，触摸电容按钮，提醒装置会将距离过近、侧头和总时间发送至手机APP。每次数据会被APP记录下来。APP同时发出请求结束的消息给家长。(五)家长收到孩子发的结束请求，点击同意，提醒装置就会响起一段音乐。(六)老师将作业传送至家长手中的APP，提醒装置自动记录当天作业，孩子做完一项即可在提醒装置的屏幕上点击完成的一项。在触摸电容按钮的同时，提醒装置可提醒孩子某项作业未完成。(七)若有听写作业，家长可让孩子自己将听写的内容录音，通过APP传至提醒装置，由提醒装置自动播放(八)此提醒装置如被广泛使用，可以收集众多的用眼者的信息，为医学和研究机构提供原始的研究数据及相关资料。附图说明图1是本专利技术装置的组成原理图。图2是本专利技术实施例中第二激光测距模块测量原理图。图3是本专利技术实施例中第一激光测距模块测量原理图。图4是本专利技术实施例中第二激光测距模块中判断使用者是否侧头的测量原理图。具体实施方式如图1所示，本专利技术的防近视提醒装置，该提醒装置使用时面向使用者头部，该装置包括一单片机、主舵机和从舵机，单片机连接主舵机和从舵机，主舵机连接控制第一激光测距模块上下摆动，用于定位使用者的头顶和眼睛位置，测量使用者眼睛与书本的距离，从舵机连接控制第二激光测距模块左右摆动，用于定位使用者的整个头的位置，测量使用者是否侧头。单片机还连接光敏感应模块和有源蜂鸣器。单片机还连接一个蓝牙模块。该装置采用Arduinonano板作为单片机的主板。其中：●Arduinonano板：测量和计算出的所有数据返回到单片机中●激光测距模块：测量机器与使用者头顶的距离，一旦使用者侧头，会测量机器与使用者肩膀的距离●舵机：控制激光测距模块向上转动，并记录转动的角度●光敏感应模块：测量周围亮度的数值●蓝牙模块：机器与app之间的所有信息传输●有源蜂鸣器：根据程序的判断，若亮度不适或距离过近等，蜂鸣器响起。装置工作时，首先测出机器和孩子头顶的距离，根据舵机内测的旋转角度以及内置的机器与书本中心的距离通过余弦定理求出机器和眼睛的距离，再次根据余弦定理求出书本和眼睛的距离。舵机控制激光测距仪不断上调，每次上调小于1度。一旦返回值变化大于1米，舵机下调一定度数。一旦返回值变化再次大于1米，舵机重新上调，此次度数根据衰变系数计算，会不断减小，使激光测距更精确。若返回值无较大变化，则不断重复上调或下调直到找到零界点。本专利技术装置包括的单片机执行以下控制步骤：(1)主舵机控制第一激光测距模块不断上调角度，每次上调小于1度，根据第一激光测距模块的返回值变化是否大于1米，主舵机上下调节的角度根据衰变系数计算，不断减小以精确定位头部，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防近视提醒装置，该提醒装置使用时面向使用者头部，其特征在于，该装置包括一单片机、主舵机和从舵机，单片机连接主舵机，主舵机连接从舵机到第二激光测距模块，主舵机还连接第一激光测距模块，主舵机连接控制第一激光测距模块和第二激光测距模块一起上下摆动，第一激光测距模块用于定位使用者的头顶和眼睛位置，测量使用者眼睛与书本的距离，主舵机通过从舵机连接控制第二激光测距模块左右摆动，用于定位使用者的整个头的位置和身体的中心线，测量使用者是否侧头，单片机还连接光敏感应模块和有源蜂鸣器。

【技术特征摘要】
1.一种防近视提醒装置，该提醒装置使用时面向使用者头部，其特征在于，该装置包括一单片机、主舵机和从舵机，单片机连接主舵机，主舵机连接从舵机到第二激光测距模块，主舵机还连接第一激光测距模块，主舵机连接控制第一激光测距模块和第二激光测距模块一起上下摆动，第一激光测距模块用于定位使用者的头顶和眼睛位置，测量使用者眼睛与书本的距离，主舵机通过从舵机连接控制第二激光测距模块左右摆动，用于定位使用者的整个头的位置和身体的中心线，测量使用者是否侧头，单片机还连接光敏感应模块和有源蜂鸣器。2.如权利要求1所述防近视提醒装置，其特征在于，单片机连接一个蓝牙模块。3.如权利要求1所述防近视提醒装置，其特征在于，该装置采用Arduinonano板作为单片机的主板。4.如权利要求1所述防近视提醒装置，其特征在于，单片机执行以下控制步骤：(1)主舵机控制第一激光测距模块不断上调角度，每次上调小于1度，根据第一激光测距模块的返回值变化是否大于1米，主舵机上下调节的角度根据衰变系数计算，不断减小以精确定位头部，调节的基准角度由程序设定角度，用于主舵机上下调整时作为基准结合衰变系数计算调整度数，调整后角度＝调整前角度±基准角度×衰变系数；(2)从舵机控制第二激光测距模块从右至左扫过，记录两次返回值变化极大时从舵机的角度分别为γ和σ，将这2个角度的数值定为使用者头部位置的初始值，第二激光测距模块不断在(γ-5)°和(σ+5)°间来回扫描，一旦扫描所得的头部位置超出头部允许移动的范围，即判定使用者侧头，警报提醒。5.如权利要求4所述防近视提醒装置，其特征在于，从舵机控制第二激光测距模块从右至左扫过，记录返回值中两次数据变化较大的数值分别为x和y(测定使用者位置)，以及这两个数值所对应的舵机角度α和β，使用余弦定理计算使用者的宽度w并找出中心点o，计算出舵机需要回调的角度δ，舵机控制激光模...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐君逸，
申请(专利权)人：徐君逸，
类型：发明
国别省市：上海,31