一种基于磁流变材料的防近视阅读书架制造技术

本发明专利技术适用于公开了一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，包括：一个托板，一个连接在托板底部的支架，以及一个连接在支架底部具有固定功能的底座，其中，所述支架设有位置调整装置，通过位置调整装置改变托板的位置和角度，本发明专利技术的有益效果是：实现书架自动调节书架与阅读者之间的相对位置姿态，检测并提醒阅读者调整阅读姿势。

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁流变材料的防近视阅读书架
本专利技术属于阅读书架
中防近视书架姿态自动调整技术范畴，尤其涉及应用于防近视书架姿态自动调整的一种基于磁流变材料的防近视阅读书架。
技术介绍
儿童在通常情况下，看书写字时很难长时间自觉保持端正的坐姿，更难保证正确的读写距离，据北京师范大学1989年编著并出版的《中学生物学教案》中对学生防近视的有关文章这样写道：“读书写字姿势要端正，不可歪头斜视，眼与书本距离应保持30～33厘米”。中国使用新型专利CN93233117.3公开了一种一种多功能文具盒的装置，该装置的特点是把阅读书架、限视装置、文具盒有机地连为一体。它在已有的文具盒中增加一个由固定框架构成的阅读书架，把打开的书本固定并改变视线角度；一个由伸缩拉杆构成的限视装置，能监督和迫使使用者自觉端正坐姿和保持正确的读写距离，从而达到预防近视的目的。该专利的缺点在于，通过固定的限位装置来限制阅读者的坐姿，需要依靠阅读者自觉地调整自身的坐姿，在阅读者注意力集中的时候会不自觉的趋于舒适但不规范的阅读姿势，不能有效的限制或者提醒阅读者改变阅读姿势。中国专利CN201621049444.5公开了一种防近视阅读书架，公布了一种利用有测距传感器检测阅读者距离，并通过扬声器提醒阅读者调整坐姿的方案。该专利的缺点在于，只要检测到阅读者面部到书架的距离不符合设定值，书架就会发出提醒，影响阅读者的阅读注意力，对于儿童及年龄较小的学生而言，更容易分心，并将这一功能作为兴趣点进行玩耍。综上可见，现行的阅读书架存在，不能自动调节书架与阅读者之间的相对位置姿态，检测手段影响阅读注意力，检测手段不实用等缺点。然而近视已经成为一种全民的健康问题，越拉越多的低龄儿童开始佩戴近视眼镜，因此养成良好的阅读姿势成为目前迫切需要解决的全民问题。综上所述，迫切需要一种具有自动调节功能的阅读书架来实现书架自动调节书架与阅读者之间的相对位置姿态，检测并提醒阅读者调整阅读姿势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种具有自动调节功能的阅读书架来实现书架自动调节书架与阅读者之间的相对位置姿态，检测并提醒阅读者调整阅读姿势。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于磁流变材料的防近视阅读书架。本专利技术所采用的具体技术方案为：一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，包括：—一个托板，—一个连接在托板底部的支架，—以及一个连接在支架底部具有固定功能的底座，其中，所述支架设有位置调整装置，通过位置调整装置改变托板的位置和角度，—所述位置调整装置内活动连接处均设有：·电动机，·由电动机驱动的用于位置调整的执行器，·以及支架的固定器，其中，所述固定器中设有：·固定在支架上的磁场调整装置，·固定在支架上连接处的齿形部件，·以及包裹在齿形部件外侧的磁流变材料，其中，磁场调整装置通过调整其对磁流变材料施加的磁场强度，保持托板通过位置调整装置所达到的新的位置，—所述托板上还设有测距传感器，红外温感传感器和摄像头，所述底座内设有控制器，测距传感器，红外温感传感器和摄像头与控制器相连。根据这样的设计，包含磁流变材料的固定器布置在阅读书架的每一个活动连接处，每一个活动连接处均通过电动机驱动执行器进行位置变换，并通过到达指定的位置后，通过固定器进行固定。其中，磁流变材料是一种“智能材料”，它一般是微米级或者纳米级的铁磁颗粒沉浸在非磁性载液中形成悬浮液，同时有少量的其他辅助溶液，根据载液的不同分为磁流变液和磁流变脂，其重要的特性为磁流变效应，所谓磁流变效应是指当外部磁场施加到磁流变材料上，铁磁颗粒迅速被磁化为偶极子，并形成与磁场平行的链式结构，磁流变材料从牛顿流体状态变成类固体状态，整个过程耗时在毫秒量级，磁场强度不同，链化程度不同，磁场强度越高，链化程度越高，其固体的性质越强，这一过程是可逆的，当磁场减弱或者消失时，链式结构减弱或者消失，磁流变材料有迅速恢复到牛顿流体状态。根据这种磁流变特性，固定器中的磁场调整装置将其磁场强度调高时，包裹在齿形部件外侧的磁流变材料变为类固体状态，与齿形部件结合成一个整体，达到固定的目的，当需要变换位置时，固定器中的磁场调整装置将其磁场强度调低，包裹在齿形部件外侧的磁流变材料变为牛顿流体状态，解除对齿形部件的固定作用，进而固定齿形部件的支架可以自由变换位置，当到达新的指定位置时，固定器中的磁场调整装置将其磁场强度再次调高，包裹在齿形部件外侧的磁流变材料变为类固体状态，与齿形部件结合成一个整体，完成固定。此外，磁场调整装置可以为电磁场，通过改变电流大小的来改变磁流变材料周围的磁场强度，也可以为永磁体产生的磁场，通过改变用永磁体的位置改变磁流变材料周围的磁场强度。最后，托板上还设有测距传感器，红外温感传感器和摄像头，所述底座内设有控制器，测距传感器，红外温感传感器和摄像头与控制器相连，通过测距传感器，红外温感传感器和摄像头的反馈信号组合判断阅读者的此时，实时的调整阅读书架的姿态，来保证阅读者与书之间的相对位置，当反馈信号给出的反馈值超出了调整机构的调整范围时，说明阅读者的阅读姿势已经严重偏离正确的阅读姿势，此时控制器通过自身的音响系统向阅读者发出调整坐姿的提示，同时系统将书架的位置归位到阅读开始时的最适合阅读者阅读的相对零点。特别的，对于反馈信号给出的反馈值超出了调整机构的调整范围时，系统向阅读者发出调整坐姿的提示时间做延迟处理，即读者的阅读姿势已经严重偏离正确的阅读姿势，并不立即做出纠正提醒，延迟10秒至20秒的时间，如果读者的阅读姿势继续严重偏离正确的阅读姿势，则系统发出调整提示，用来排除因其他活动而导致身体的距离与阅读姿势不符，同时摄像头将拍到的视频信息与系统内储存的阅读姿势进行对比，判定阅读者是否在进行阅读，如果未进行阅读，则系统将书架的位置归位到阅读开始时的最适合阅读者阅读的相对零点。作为本专利技术的进一步改进，所述位置调整装置包括前后调整装置、左右有调整装置、竖直调整装置和旋转调整装置。根据这种设计，位置调整至少分为前后调整，左右调整，竖直方向调整和旋转调整，并且这几种调整方式均在电动机的驱动下进行，实现了阅读书架与阅读者之间距离的自动化调整。此外，这几种调整方式均在电动机的驱动下进行，这样的方式利于自动化控制中组合出最合适使用时情况的位置。有利的，各个方向的单独驱动，有利于控制器对每个电动机的单独控制，提高控制的稳定性和相应的快速性，有利于控制的实现和故障的排除。同时，各个方向的单独驱动，还有利于执行器的设计和布置，对于直线运动，可以采用成熟的螺套丝杠结构或者滚珠丝杠结构或者齿轮齿条结构来实现，这些结构为本领域技术人员所熟知，在此不再累述，对于旋转运动，可以采用成熟的齿轮与齿圈的结构，也就是太阳轮，行星轮和齿圈的这种行星减速器的结构，也可以采用蜗轮蜗杆的结构方式实现，这种结构为本领域技术人员所熟知，在此不再累述。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，包括：/n—一个托板，/n—一个连接在托板底部的支架，/n—以及一个连接在支架底部具有固定功能的底座，/n其中，所述支架设有位置调整装置，通过位置调整装置改变托板的位置和角度，/n其特征在于：/n—所述位置调整装置内活动连接处均设有：/n·电动机，/n·由电动机驱动的用于位置调整的执行器，/n·以及支架的固定器，/n其中，所述固定器中设有：/n·固定在支架上的磁场调整装置，/n·固定在支架上连接处的齿形部件，/n·以及包裹在齿形部件外侧的磁流变材料，/n其中，磁场调整装置通过调整其对磁流变材料施加的磁场强度，保持托板通过位置调整装置所达到的新的位置，/n—所述托板上还设有测距传感器，红外温感传感器和摄像头，所述底座内设有控制器，测距传感器，红外温感传感器和摄像头与控制器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，包括：
—一个托板，
—一个连接在托板底部的支架，
—以及一个连接在支架底部具有固定功能的底座，
其中，所述支架设有位置调整装置，通过位置调整装置改变托板的位置和角度，
其特征在于：
—所述位置调整装置内活动连接处均设有：
·电动机，
·由电动机驱动的用于位置调整的执行器，
·以及支架的固定器，
其中，所述固定器中设有：
·固定在支架上的磁场调整装置，
·固定在支架上连接处的齿形部件，
·以及包裹在齿形部件外侧的磁流变材料，
其中，磁场调整装置通过调整其对磁流变材料施加的磁场强度，保持托板通过位置调整装置所达到的新的位置，
—所述托板上还设有测距传感器，红外温感传感器和摄像头，所述底座内设有控制器，测距传感器，红外温感传感器和摄像头与控制器相连。


2.根据权利要求1其中任意一项所述一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，其特征在于，所述位置调整装置包括前后调整装置、左右有调整装置、竖直调整装置和旋转调整装置。


3.根据权利要求2所述一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，其特征在于，所述前后调整装置、左右调整装置、竖直调整装置和旋转调整装置内设有所述固定器。


4.根据权利要求3所述一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，其特征在于，所述支架设有底板，底板靠近阅读者的一侧设有第一两连杆机构，底板上中部还设有运动平面与第一连杆机构运动平面相垂直的第二两连杆机构，第一两连杆机构与第二两连杆机构由电动机驱动，配合实现托板的竖直方向位置调整和角度调整。


5.根据权利要求3所述一种基于磁流变材料的防近视阅读书架，其特征在于，所述支架包括底板，底板与所述底座通过滑轨连接在一起，所述滑轨的一侧设有滚珠丝杠，所述电动机驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：慕朝芬，慕汶金，
申请(专利权)人：慕朝芬，
类型：发明
国别省市：山东;37