智能调节及计时一体式坐姿视力校正器制造技术

本发明专利技术装置运用物理原理、巴甫洛夫条件反射理论、压力传感器和计时显示器，结合学生身体特点，制作了一种智能调节及计时一体式校正器。此智能调节及计时一体式坐姿视力校正器由三部分组成，即调整坐姿的机械结构部分，坐姿调节及计时控制电路部分，显示提示部分。调整坐姿的机械结构部分由弧形构件、中空直支撑构件、定位桌夹、桌夹伸缩臂、垂直伸缩臂以及调整螺母等组成。坐姿调节及计时控制电路部分主要起到调整坐姿和计时两个作用，由压力传感器、调压电位器、继电器、延时电路及电池等组成。显示提示部分主要指蜂鸣器和指示灯。坐姿调节控制电路与坐姿机械结构部分构成了坐姿控制装置，计时控制电路部分与坐姿机械结构部分构成了计时控制装置。

Intelligent Adjustment and Timing Integrated Visual Corrector for Sitting Posture

【技术实现步骤摘要】
智能调节及计时一体式坐姿视力校正器
本专利技术涉及一种青少年视力坐姿校正器，具体地说是一种智能调节及计时一体式坐姿视力校正器，属于机械设计制造和自动化领域。
技术介绍
随着社会的高速发展，青少年的近视率飞速增加，究其根本大多数是坐姿错误的不良习惯及长时间用眼造成的。教师在规范学生坐姿时要求不具体，缺乏规范标准，可操作性差，持续性用眼更使晶状体处于疲惫状态。市场上现有矫正器采用的多为机械装置，舒适度较差，孩子容易产生依赖心理，并且其主要是以矫正学生的坐姿为主，而忽略了影响视力的另一个关键因素，即长时间用眼。因此，本专利技术制作根据物理原理，结合学生身体特点，利用压力传感器感知压力，因坐姿变化会带来压力信号的变化，根据压力信号通过控制电路启动蜂鸣器提醒学生注意坐姿，并设计计时装置提示学生的学习时间，来控制学生用眼时间为40分钟左右，制作了一种智能调节及计时一体式坐姿视力校正器，以调整学生坐姿并同时起到调节视力的作用。
技术实现思路
(1)遵循“三个一”口诀：眼睛离书本一尺、胸离桌面一拳、手指离笔尖一英尺。设计可调节距离的灵活装置，学生只需坐入座位，按照口诀调整好坐姿，将该装置固定好，便可起到长期保持标准坐姿的作用。(2)经典条件反射理论(又称巴甫洛夫条件反射)：指一个刺激和另一个带有奖赏或惩罚的无条件刺激多次联结，可使个体学会在单独呈现该一刺激时，也能引发类似无条件反应的条件反应。该设计利用外在的矫正装置多次刺激学生的不正确坐姿，从而将身体长时间的固定在同一个正确位置，久而久之形成类似于无条件反应的条件反射，移除装置后仍然可以保持良好坐姿。(3)利用压力传感器来感受压力信号，并按照规定好的压力值5kg(大约占总压力值的20-30％)，超出该值则将压力信号转换成输出的电信号，表现为震动，从而起到提醒作用。(4)青少年由于眼的调节能力很强，所以对近距离甚至眼前的字、物都能看的很清楚，这样他们就不自觉地经常处于近距离学习状态，使眼睛持续高度调节，促进近视的形成。文献表明，学生长时间用眼会严重影响视力，一般学习时间及连续用眼时间不宜超过40分钟。因此通过计时继电器控制指示灯，起到自动计时作用。综上所述，本专利技术的智能调节及计时一体式坐姿视力校正器由三部分组成，即调整坐姿的机械结构部分，坐姿调节及计时控制电路部分，显示提示部分。调整坐姿的机械结构部分由弧形构件、中空直支撑构件、定位桌夹、桌夹伸缩臂、垂直伸缩臂以及调整螺母等组成。坐姿调节及计时控制电路部分主要起到调整坐姿和计时两个作用，由压力传感器、调压电位器、继电器、延时电路及电池等组成。显示提示部分主要指蜂鸣器和指示灯。坐姿调节控制电路与坐姿机械结构部分构成了坐姿控制装置，计时控制电路部分与坐姿机械结构部分构成了计时控制装置。如图1，所示，学生开始学习时，先接通开关3，人体腋窝部分卡住弧形构件5，弧形构件5内安装有压力传感器4，压力传感器4测试一定的压力，其所测的信号与事先调试好的调压电位器1的标准信号通过比较器2进行比较，如超过5V，则表明学生的坐姿引起了压力传感器4的信号变化，即坐姿不正确，其时继电器7接通开关9，从而接通蜂鸣器8，蜂鸣器8工作，从而起到提醒学生注意坐姿，同时也起到保护视力的作用。学生开始学习，压力传感器4的信号电路启动延时电路19，学习时间超过设定的时间40分钟，开关20闭合，指示灯17点亮，提醒学生注意时间，做到及时休息，起到保护视力的作用。弧形构件5卡于腋下，可缓解肩部的垂力，同时使脊柱挺直，有效控制长期伏案的颈部劳损，姿势不对的腰椎弯曲，腰持续受力的腰椎盘突出以及双脚血流不畅。上方略微凸起，与地面呈水平45°，抵住肩窝，起到固定作用，全长18厘米，使用时可嵌于中空直支撑构件14中，闲置时可分解存放。其凹槽处安装有压力传感器4，正常坐姿时没有作用，当身体加于其上的压力值大于规定值的20％时，表示为电路电压超过5V时，使蜂鸣器8发出响声，可提醒学生避免将上半身重心压于本装置，撤走装置后仍然不能固定到标准坐姿，而起不到良好的纠正效果，并且对上课犯困打盹有一定的提醒作用，坐姿纠正后因压力下降而响声自动消除。中空支撑构件14右侧及上侧分别打有两个可安装调整螺母的凹槽，槽宽略大于桌夹伸缩臂13和垂直伸缩臂23，通过旋转调整螺母15和调整螺母21，可以分别使两伸缩臂起到拉伸压缩和固定作用，适合4～16岁不同年龄段身高需求。上段长度14厘米，下段长度12厘米，在两个方向上的布置基本采取对称结构，更加稳定。垂直伸缩臂23在中空支撑构件14中可伸长或收缩，通过调整螺母21调整固定；桌夹伸缩臂13，作用方式与23相同，使用时可嵌于中空支撑构件14中，闲置时可分解存放。中部安装有延时电路19和指示灯17，位于指示灯17上方有玻璃18镶嵌于中空支撑构件14的右侧，调节好所需学习时间40分钟后，便可专心学习，时间到达预期数值后，指示灯17亮起，提示休息，防止手机等电子产品的干扰。定位桌夹12通过弹簧组件11调节宽度并卡住桌子边缘，桌夹宽度调节范围0-5厘米，适合更多桌型使用。此智能调节及计时一体式坐姿视力校正器通过压力传感器产生压力信号，可以使图2并联的两条支路开始工作，互不影响。附图说明图1为智能调节及计时一体式坐姿视力校正器示意图，其中1为调压电位器，2为比较器，3为开关，4为压力传感器，5为弧形构件，6为电池，7为继电器，8为蜂鸣器，9为开关，10为电阻，11为弹簧组件，12为定位桌夹，13为桌夹伸缩臂，14为中空支撑构件，15为调整螺母，16为调压电阻，17为指示灯，18为玻璃，19为延时电路，20为开关，21为调整螺母，22为调整电阻，23为垂直伸缩臂。图2为智能调节及计时一体式坐姿视力校正器控制电路示意图，其中1为调压电位器，2为比较器，3为开关，4为压力传感器，6为电池，7为继电器，8为蜂鸣器，9为开关，10为电阻，16为调压电阻，17为指示灯，19为延时电路，20为开关，22为调整电阻。具体实施方式弧形凹槽卡于腋下，可缓解肩部的垂力，同时使脊柱挺直，防止身体靠在桌上或弯腰斜身驼背。上方略微凸起，与地面呈水平45°，抵住肩窝，起到固定作用，全长18厘米，使用时可嵌于中空支撑构件中，闲置时可分解存放。其凹槽处安装有压力传感器，正常坐姿时没有作用，当身体加于其上的压力值大于规定值5kg时，电压信号即超过5V，蜂鸣器便发响声，坐姿纠正后因压力下降而响声自动消除。中空支撑构件左侧及上侧分别打有两个可安装旋转螺母的凹槽，槽宽略大于桌夹伸缩臂和垂直伸缩臂两部件，以便其拉伸和压缩使用，调紧螺母后即固定。上段长度14厘米，下段长度12厘米，在两个方向上的布置基本采取对称结构，更加稳定。桌夹伸缩臂全长11厘米(不含U型桌夹)，使用时可嵌于中空支撑构件中，闲置时可分解存放，其中部安装有延时电路，调节好所需学习时间40分钟后，便可专心学习，时间到达预期数值后，显示灯1亮起，提示休息，防止手机等电子产品的干扰。U型桌夹下侧打有两个可安装旋转螺母的凹槽并有弹簧组件调整，使用时将桌夹卡住桌子边缘后，拧紧下方长螺母即可固定，桌夹宽度调节范围0～5厘米，适合更多桌型使用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.智能调节及计时一体式坐姿视力校正器，其特征是由三部分组成，即调整坐姿的机械结构部分，坐姿调节及计时控制电路部分，显示提示部分，调整坐姿的机械结构部分由弧形构件、中空直支撑构件、定位桌夹、桌夹伸缩臂、垂直伸缩臂以及调整螺母等组成；坐姿调节及计时控制电路部分主要起到调整坐姿和计时两个作用，由压力传感器、调压电位器、继电器、延时电路及电池等组成；显示提示部分主要指蜂鸣器和指示灯。

【技术特征摘要】
1.智能调节及计时一体式坐姿视力校正器，其特征是由三部分组成，即调整坐姿的机械结构部分，坐姿调节及计时控制电路部分，显示提示部分，调整坐姿的机械结构部分由弧形构件、中空直支撑构件、定位桌夹、桌夹伸缩臂、垂直伸缩臂以及调整螺母等组成；坐姿调节及计时控制电路部分主要起到调整坐姿和计时两个作用，由压力传感器、调压电位器、继电器、延时电路及电池等组成；显示提示部分主要指蜂鸣器和指示灯。2.智能调节及计时一体式坐姿视力校正器，其特征是所述的坐姿调节控制装置电路，指学生开始学习时，人体腋窝部分卡住弧形构件，使构件内部压力传感器测试道一定的压力，其所测的信号与事先调试好的调压电位器的标准信号通过比较器2进行比较，如超过5V，则表明学生的坐姿引起了压力传感器的信号变化，即坐姿不正确，其时继电器接通开关，从而接通蜂鸣器，蜂鸣器工作，从而起到提醒学生注意坐姿，同时也起到保护视力的作用。3.智能调节及计时一体式坐姿视力...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32