[發明專利]一種智能近視坐姿矯正裝置

在審

• 申請號: 201810325576.3
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108320475A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 胡聰芳;沈成功;王軍;彭銳濤;陳睿;肖湘武
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: G08B21/24
• 分類號: G08B21/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種智能近視坐姿矯正裝置，該裝置在感應到使用者接近后能自動工作，且能自動掃描到使用者當前所坐位置，通過超聲波傳感器測量處理得到使用者頭部相對于身體向前伸出的距離，當使用者頭部相對于身體向前伸出的距離大于或者小于預設范圍時發出報警信號并且振動，提示使用者保持正確的坐姿。本發明提供的智能近視預防裝置，使用方便，可以使學生形成良好的坐姿習慣，對其不良坐姿起到糾正作用，防止青少年因坐姿的不正確而形成近視、駝背、脊椎側彎。并且該裝置結構簡單合理，制造成本低，使用方便。

技術領域

本發明涉及超聲波傳感器檢測與單片機的智能控制技術，具體涉及一種智能近視坐姿矯正裝置。

背景技術

青少年在平時的學習工作等需要用眼的過程中，若坐姿不正確易導致脊柱側彎、近視和駝背。雖然經過別人提醒后會有所注意，但是不可能每時每刻提醒。近年來也出現了一些矯正坐姿的裝置，主要有機械式坐姿矯正的器械和佩戴式電子測距的近視坐姿預防報警器，但是使用起來不方便且長時間佩戴也會感到不舒適和疲憊，矯正效果不是很好。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種智能近視坐姿預防矯正裝置，解決了現有技術中存在的問題，以矯正青少年不正確的寫作姿勢，并一定程度減少青少年近視發生率和脊柱側彎的發病率。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種智能近視坐姿預防矯正裝置，使用時，所述智能近視坐姿矯正裝置可擺放在書桌的任意位置，但擺放時需要保證裝置上的警報燈與書桌側邊平行(即警報燈面向的方向與使用者面向的方向平行)，該裝置能自動定位掃描到人體所在位置進行工作。一種智能近視坐姿預防矯正裝置包括：單片機模塊，與該單片機模塊相連的上、下兩個超聲波傳感器、鋰電池、振動電機、紅外人體感應探頭、警報燈和上、下兩個舵機。其中下超聲波傳感器和上舵機固定在圓盤上，上舵機通過連桿機構帶動上超聲波傳感器轉動，圓盤與下舵機連接，由下舵機帶動圓盤轉動。其中上超聲波傳感器初始位置豎直向上，在工作時可以經由與其連接的上舵機帶動上超聲波傳感器進行90°范圍內的轉動，從而掃描得到人體頭部距離裝置的距離和上超聲波傳感器轉動的角度；下超聲波傳感器初始位置為0°(即與桌面長邊平行，垂直于人體面朝向的方向)，工作時可以經由與其連接的下舵機帶動下超聲波傳感器進行180度范圍內的轉動，掃描得到人體身體與裝置的距離和下超聲波傳感器轉動的角度；使用時打開總開關，當紅外人體感應探頭在感應到使用者接近后，自動開啟裝置進行掃描，使用者遠離后，上、下超聲波傳感器均恢復到初始位置。掃描順序為先由下舵機帶動固定在圓盤上的下超聲波傳感器轉動，待下超聲波傳感器測量完成后再由上舵機帶動上超聲波傳感器進行掃描測量；整個掃描過程先由下舵機帶動固定在圓盤上的下超聲波傳感器轉動掃描，當掃描返回的距離第一次由大變小(或者由小變大)，小于(或者大于)某個預設值時，記錄轉動的角度a，然后繼續轉動掃描，當第二次掃描到距離由小變大(或者由大變小)時，記錄轉動的角度b，隨后下超聲波傳感器轉到角度，則此時下超聲波傳感器便對準了人體的中心位置，便得到使用者身體相對于裝置的距離L2和下舵機轉動的角度此后上超聲波傳感器才經由上舵機通過連桿帶動其由豎直向上的初始位置開始轉動，并掃描得到使用者頭部相互與裝置的距離L1與上舵機轉動角度β，通過計算，便可以得到裝置擺放在任意位置時，使用者頭部相對于身體向前方伸出的距離L3(其中L3＝(L2-L1cosβ)cosα)；若裝置測得使用者的頭部相對于身體向前伸出的距離L3低于或者高于相應預設范圍時，所述單片機模塊觸發報警電路通過警報燈閃爍并且產生振動，以提醒使用者坐姿不當，促使使用者改正坐姿；當距離值處在預設范圍內時，停止振動，關閉報警燈。讓使用者養成良好的坐姿習慣。

進一步，所述智能近視坐姿預防矯正裝置還包括由單片機控制的可轉動的上、下舵機，在工作時可以通過與上、下超聲波傳感器配合轉動定位人體的位置，使超聲波傳感器得到所需要的人體頭部和身體距離與裝置的距離。

進一步，所述報警電路為振動燈光報警電路，當距離值高于或者低于預設范圍時，單片機模塊觸發報警電路進行振動且警報燈振動，以提醒使用者坐姿不當，提醒使用者改正坐姿；當距離值處在預設范圍內時，停止振動，關閉報警燈。