超聲波學生防近視儀的制作方法
【專利摘要】超聲波學生防近視儀。涉及一種防近視的儀器。針對中小學生做作業時，防止頭部過低，預防近視，使用舒適，不影響學生作業環境，不接觸人體。第一支桿和第二支桿均為可伸縮支桿，超聲波發射盒與第一支桿上端連接，第一支桿下端與第一夾板上表面連接，第一夾板夾緊固定在課桌的一端；超聲波接收盒與第二支桿上端連接，第二支桿下端與第二夾板上表面連接，第二夾板夾緊固定在課桌的另一端，超聲波發射盒中的超聲波發射傳感器發射的超聲波正對應于超聲波接收盒的超聲波接收傳感器。學生做作業時，頭部低于設定值時，發出報警信號，提醒寫字人頭部過低，本儀器不與人體接觸，不影響學習環境。本發明用于中小學生學習時使用。
【專利說明】超聲波學生防近視儀
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防近視的儀器，具體涉及超聲波學生防近視儀。
【背景技術】
[0002]我國大中小學生中，眼睛近視的人數占有很高的比例。近視嚴重影響學習、生活和工作。由于我國教育資源分配不均，學校之間差別很大，小學生和中學生都想考入重點中學，學生的課業負擔很重，幾乎沒有玩的時間，完成課內課外作業是每天的首要任務。每天讀書寫字的時間過長，眼睛距桌面距離太近，長期的視覺疲勞是眼睛近視的主要原因。學生做作業時，為了防止頭部過低，眼睛距桌面距離太近，市場上銷售一種尺狀支架，放在書桌上，寫字時支架正對學生的下巴的下方位置，用于防止頭部不至于過低，保護眼睛，防止近視。但是，這種放在下巴下方的支架，中小學生感覺不舒服，不愿使用，買了也不用，沒有發揮作用。因此，很需要一種不影響學生作業環境，不接觸人體的防近視儀。
[0003]目前，我國中小學生在校人數千萬人，每年新入學的小學生人數有一千萬多，保護中小學生的眼睛，預防近視是一項很重要的工作。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種在中小學生做作業時，防止頭部過低，預防近視，使用舒適，不影響學生作業環境，不接觸人體的超聲波學生防近視儀。
[0005]本發明的技術方案是:超聲波學生防近視儀，所述的超聲波學生防近視儀包括超聲波發射盒、超聲波接收盒、第一支桿、第二支桿、第一夾板和第二夾板，所述的第一支桿和第二支桿均為可伸縮支桿，所述的超聲波發射盒與第一支桿4上端連接，第一支桿下端與第一夾板連接；超聲波接收盒與第二支桿上端連接，第二支桿下端與第二夾板連接，超聲波發射盒中的超聲波發射傳感器發射的超聲波正對應于超聲波接收盒的超聲波接收傳感器。
[0006]進一步的是，所述的超聲波發射盒包括發射外殼、發射框架、發射套管、超聲波發射傳感器、聚波罩、超聲波發射電路板、發射電源電路板和電源指示燈；所述的超聲波接收盒包括接收外殼、上接收套管、超聲波接收傳感器、上接收套管、下接收套管、蜂鳴器、接收超聲波信號指示燈、超聲波接收電路及電源電路板、兩個接收框架；所述的發射框架為長方體形狀，發射外殼內固定有發射框架，發射框架的上部水平固定有發射套管，發射套管內沿軸向并列固定裝有超聲波發射傳感器和聚波罩，發射框架的中部安裝超聲波發射電路板，發射框架的下部安裝發射電源電路板，發射外殼上安裝一個電源指示燈；所述的兩個接收框架均為長方體形狀，接收外殼內豎直并列固定有兩個接收框架，兩個接收框架的其中一個由上至下安裝有水平設置的上接收套管和下接收套管，上接收套管內裝有超聲波接收傳感器，下接收套管內固定裝有蜂鳴器，兩個接收框架的剩余一個上安裝有超聲波接收電路及電源電路板，接收外殼對應蜂鳴器的位置設有多個小孔，接收外殼上安裝一個接收超聲波信號指示燈。
[0007]優選的是，所述的第一支桿包括第一上支桿、第一下支桿和第一螺母；所述的第一上支桿和第一下支桿均為鋼管，第一上支桿的下端插入第一下支桿內腔中，第一下支桿外側壁上部設有外螺紋，第一下支桿的上端管口為收口，且第一下支桿的上端管口設有四個長方形開口，第一螺母的內孔設有與第一下支桿的上端管口相匹配的錐孔，第一螺母與第一下支桿的外螺紋配合，擰緊第一螺母連接第一上支桿和第一下支桿；所述的第二支桿包括第二上支桿、第二下支桿和第二螺母；所述的第二上支桿和第二下支桿均為鋼管，第二上支桿的下端插入第二下支桿內腔中，第二下支桿外側壁上部設有外螺紋，第二下支桿的上端管口為收口，且第二下支桿的上端管口設有四個長方形開口，第二螺母的內孔設有與第二下支桿的上端管口相匹配的錐孔，第二螺母與第二下支桿的外螺紋配合，擰緊第二螺母連接第二上支桿和第二下支桿。
[0008]優選的是，所述的聚波罩的中部水平設有空心軸，所述的空心軸的兩端分別設有一個圓形擋片，所述的圓形擋片的中部設有中心孔，空心軸的兩端分別穿入兩個圓形擋片的中心孔內，發射套管與兩個圓形擋片及空心軸之間圍成的空腔內填充隔音材料，發射外殼上與空心軸相對應處設有發射圓孔，接收外殼上與超聲波接收傳感器相對應處設有接收圓孔，且發射圓孔與接收圓孔相對應。
[0009]本發明與現有技術比較具有以下效果:
[0010]1、本發明用超聲波檢測學生做作業時頭部位置的變化，當學生做作業時，頭部低于設定值時，本儀器及時發出報警信號，提醒學生要保持正確的讀書寫字姿態，保護眼睛，預防近視，應用超聲波檢測方式具有瞬時響應快的優點，一旦人體遮擋住超聲波的傳播，蜂鳴器報警的響應時間小于0.01秒。本發明的儀器不與人體接觸，使用舒適，不影響學生的學習環境。
[0011]2、本發明結構簡單，生產成本低，使用壽命長。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是將本發明的超聲波學生防近視儀安裝在課桌上的主視示意圖；圖2是超聲波發射盒的主視剖視結構圖；圖3是圖2中發射框架的左視結構圖；圖4是超聲波接收盒的主視剖視結構圖；圖5是圖4中接收框架的左視結構圖；圖6是第一支桿的主視剖視結構圖；圖7是第二支桿的主視剖視結構圖；圖8是超聲波發射電路圖；圖9是超聲波接收電路圖。
[0013]圖中部件名稱及標號如下:
[0014]課桌1、超聲波發射盒2、超聲波接收盒3、第一支桿4、第二支桿5、第一夾板10、第二夾板11、發射外殼2-1、發射框架2-2、超聲波發射傳感器2-3、超聲波發射電路板2-4、發射電源電路板2-5、發射外殼2-1的殼底板2-6、發射方形板2-7、發射套管2-8、聚波罩2-9、電源指示燈2-10、接收外殼3-1、接收框架3-2、超聲波接收傳感器3-3、蜂鳴器3_4、接收長方形板3-5、接收外殼3-1的殼底板3-6、上接收套管3-7、下接收套管3_8、接收超聲波信號指示燈3-11、超聲波接收電路及電源電路板3-10、第一上支桿4-1、第一下支桿4-2、第一螺母8、第二上支桿5-1、第二下支桿5-2、第二螺母9、空心軸2-9-1、圓形擋片2_9_2、隔音材料2-9-3、螺母一 6、螺母二 7、第一螺釘12、第一墊片14、第二螺釘13、第二墊片15、引入電線孔20、發射圓孔2-11、接收圓孔3-12。【具體實施方式】
[0015]【具體實施方式】一:如圖1?圖7所示，超聲波學生防近視儀，所述的超聲波學生防近視儀包括超聲波發射盒2、超聲波接收盒3、第一支桿4、第二支桿5、第一夾板10和第二夾板11，所述的第一支桿4和第二支桿5均為可伸縮支桿，所述的超聲波發射盒2與第一支桿4上端連接，第一支桿4下端與第一夾板10連接，第一夾板10的下底面設有與第一夾板10夾口相通的第一內螺紋連接孔，第一內螺紋連接孔內擰入第一螺釘12，對第一墊片14施加壓力，將第一夾板10夾緊固定在課桌I的一端；超聲波接收盒3與第二支桿5上端連接，第二支桿5下端與第二夾板11連接，第二夾板11的下底面設有與第二夾板11夾口相通的第二內螺紋連接孔，第二內螺紋連接孔內擰入第二螺釘13，對第二墊片15施加壓力，將第二夾板11夾緊固定在課桌I的另一端，超聲波發射盒2中的超聲波發射傳感器2-3發射的超聲波正對應于超聲波接收盒3的超聲波接收傳感器3-3。
[0016]本實施方式中的超聲波發射盒2和超聲波接收盒3的外形均為長方體，用鋼板或工程塑料制作。
[0017]【具體實施方式】二:如圖1?圖5所示，【具體實施方式】一所述的超聲波學生防近視儀，所述的超聲波發射盒2包括發射外殼2-1、發射框架2-2、發射套管2-8、超聲波發射傳感器2-3、聚波罩2-9、超聲波發射電路板2-4、發射電源電路板2-5和電源指示燈2_10 ;所述的超聲波接收盒3包括接收外殼3-1、超聲波接收傳感器3-3、上接收套管3-7、下接收套管3-8、蜂鳴器3-4、接收超聲波信號指示燈3-11、超聲波接收電路及電源電路板3-10、兩個接收框架3-2 ;所述的發射框架2-2為長方體形狀，發射外殼2-1內固定有發射框架2-2，發射框架2-2的上部水平固定有發射套管2-8，發射套管2-8內沿軸向并列固定連接有超聲波發射傳感器2-3和聚波罩2-9，發射框架2-2的中部安裝超聲波發射電路板2-4，發射框架
2-2的下部安裝發射電源電路板2-5，發射外殼2-1上安裝一個電源指示燈2-10，為發光二極管；所述的兩個接收框架3-2均為長方體形狀，接收外殼3-1內豎直并列固定有兩個接收框架3-2，兩個接收框架3-2的其中一個由上至下安裝有水平設置的上接收套管3-7和下接收套管3-8，上接收套管3-7內裝有超聲波接收傳感器3-3，下接收套管3-8內固定裝有蜂鳴器3-4，兩個接收框架3-2的剩余一個上安裝有超聲波接收電路及電源電路板3-10，接收外殼3-1對應蜂鳴器3-4的位置設有多個小孔，如此設置的目的是傳音效果好，接收外殼
3-1上安裝一個接收超聲波信號指示燈3-11。
[0018]本實施方式中發射外殼2-1的殼底板2-6上面用螺釘固定發射框架2-2，發射框架2-2和發射方形板2-7焊接，發射方形板2-7中心有圓孔，發射套管2-8伸入發射方形板
2-7的圓孔內并與發射方形板2-7連接，發射套管2-8和發射方形板2-7均用鋼板或工程塑料制作；接收外殼3-1的殼底板3-6上面用螺釘固定兩個接收框架3-2，所述的兩個接收框架3-2的其中一個內焊接接收長方形板3-5，接收長方形板3-5上由上至下并列設有兩個圓孔，上部圓孔固接上接收套管3-7，下部的圓孔固接下接收套管3-8。上接收套管3-7、下接收套管3-8、發射框架2-2、聚波罩2-9和兩個接收框架3-2均用鋼板或工程塑料制作。
[0019]發射外殼2-1的殼底板2-6和接收外殼3-1的殼底板3_6均可拆卸。
[0020]超聲波發射傳感器2-3可選用T-40-16型，超聲波接收傳感器3-3可選用R-40-16型，蜂鳴器3-4可以選用壓電式產品型號BP1770C-0540規格Φ 16 X 7.0，選用超聲波發射電路如圖8，超聲波頻率40KHz，工作電壓直流9V，選用超聲波接收電路如圖9，工作電壓直流6V，電路輸出端接入一繼電器J，繼電器有一常開接點Jl和常閉接點J2。
[0021]【具體實施方式】三:如圖1、圖6及圖7所示，【具體實施方式】二所述的超聲波學生防近視儀，所述的第一支桿4包括第一上支桿4-1、第一下支桿4-2和第一螺母8 ;所述的第一上支桿4-1和第一下支桿4-2均為鋼管，第一上支桿4-1的下端插入第一下支桿4-2內腔中，第一下支桿4-2外側壁上部設有外螺紋，第一下支桿4-2的上端管口為收口(即有錐度)，且第一下支桿4-2的上端管口設有四個長方形開口，第一螺母8的內孔設有與第一下支桿4-2的上端管口相匹配的錐孔，第一螺母8與第一下支桿4-2的外螺紋配合，擰緊第一螺母8連接第一上支桿4-1和第一下支桿4-2 ;所述的第二支桿5包括第二上支桿5-1、第二下支桿5-2和第二螺母9 ;所述的第二上支桿5-1和第二下支桿5-2均為鋼管，第二上支桿5-1的下端插入第二下支桿5-2內腔中，第二下支桿5-2外側壁上部設有外螺紋，第二下支桿5-2的上端管口為收口(即有錐度)，且第二下支桿4-2的上端管口設有四個長方形開口，第二螺母9的內孔設有與第二下支桿5-2的上端管口相匹配的錐孔，第二螺母9與第二下支桿5-2的外螺紋配合，擰緊第二螺母9連接第二上支桿5-1和第二下支桿5-2。
[0022]如圖2?圖5所示，本實施方式中發射外殼2-1和接收外殼3-1外形均為長方體，發射外殼2-1的殼底板2-6中心設有第一內螺紋孔,第一上支桿4-1外側壁上端設有外螺紋，第一上支桿4-1上端與發射外殼2-1的第一內螺紋孔連接，并通過與第一上支桿4-1上端旋接的螺母一 6緊固；接收外殼3-1的殼底板3-6中心有設有第二內螺紋孔，第二上支桿5-1外側壁上端設有外螺紋，第二上支桿5-1上端與接收外殼3-1的第二內螺紋孔連接，并通過與第二上支桿3-1上端旋接的螺母二 7緊固。
[0023]如圖1所示，第一下支桿4-2下端與第一夾板10上表面焊接，第二下支桿5-2下端與第二夾板11上表面焊接。
[0024]【具體實施方式】四:如圖2及圖4所示，【具體實施方式】二所述的超聲波學生防近視儀，所述的發射外殼2-1和接收外殼3-1均由厚度為I?1.5mm薄鋼板制成。
[0025]【具體實施方式】五:如圖2所示，【具體實施方式】二所述的超聲波學生防近視儀，所述的聚波罩2-9的中部水平設有空心軸2-9-1，所述的空心軸2-9-1的兩端分別設有一個圓形擋片2-9-2，所述的圓形擋片2-9-2的中部設有中心孔，空心軸2-9-1的兩端分別穿入兩個圓形擋片2-9-2的中心孔內，發射套管2-8與兩個圓形擋片2-9-2及空心軸2_9_1之間圍成的空腔內填充隔音材料2-9-3，如此設置目的是，發射的超聲波通過空心軸2-9-1的空腔，波束變細提高檢測的準確度，隔音材料2-9-3為塑料泡沫或海綿，發射外殼2-1上與空心軸2-9-1相對應處設有發射圓孔2-11，接收外殼3-1上與超聲波接收傳感器3-3相對應處設有，接收圓孔3-12，且發射圓孔2-11與接收圓孔3-12相對應。
[0026]【具體實施方式】六:如圖2及圖4所示，【具體實施方式】一所述的超聲波學生防近視儀，所述的超聲波發射電路板2-4、超聲波接收電路及電源電路板3-10均為絕緣樹脂板。
[0027]【具體實施方式】七:如圖2和圖4所示，【具體實施方式】二所述的超聲波學生防近視儀，所述的超聲波發射傳感器2-3與發射套管2-8的連接、超聲波接收傳感器2-3與上接收套管3-7的連接、蜂鳴器3-4與下接收套管3-8的連接以及聚波罩2-9與發射套管2_8的連接都是用普通膠粘接的。
[0028]【具體實施方式】八:如圖1所示，【具體實施方式】一所述的超聲波學生防近視儀，所述的第一支桿4下端和第二支桿5下端各有一個引入電線孔20。[0029]本發明的工作原理:
[0030]所述的超聲波發射盒2通過垂直設置的第一支桿4支撐并通過第一夾板10安裝在課桌的一端，所述的超聲波接收盒3通過垂直設置的第二支桿5支撐并通過第二夾板11安裝在課桌的另一端，調整第一支桿4和第二支桿5的高度，使得超聲波發射傳感器2-3發射的超聲波正對應于超聲波接收傳感器3-3，超聲波從寫字人的頭部下方通過，超聲波接收傳感器3-3接收到超聲波信號，超聲波信號經電子放大器輸出電流通過繼電器，繼電器的常開接點Jl閉合，發光二極管發光，顯示超聲波接收傳感器3-3收到超聲波信號，寫字人的姿態正常，當寫字人頭部偏低時，如設定5cm，頭部阻擋了超聲波，超聲波接收傳感器3-3接收不到超聲波信號，超聲波電子放大器不能輸出啟動繼電器的電流，繼電器的常開接點Jl打開，發光二極管不亮，顯示超聲波信號被阻擋，寫字人的頭部低于設定值，常閉接點J2閉合，供給蜂鳴器3-4電流，蜂鳴器3-4發出報警聲，提示寫字人頭部偏低，當寫字人頭部恢復正常姿態時，繼電器的接點J2打開，報警聲消失。
【權利要求】
1.一種超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的超聲波學生防近視儀包括超聲波發射盒(2)、超聲波接收盒(3)、第一支桿(4)、第二支桿(5)、第一夾板(10)和第二夾板(11)，所述的第一支桿(4)和第二支桿(5)均為可伸縮支桿，所述的超聲波發射盒(2)與第一支桿⑷上端連接，第一支桿⑷下端與第一夾板(10)連接；超聲波接收盒(3)與第二支桿(5)上端連接，第二支桿(5)下端與第二夾板(11)連接，超聲波發射盒(2)中的超聲波發射傳感器(2-3)發射的超聲波正對應于超聲波接收盒(3)的超聲波接收傳感器(3-3)。
2.根據權利要求1所述的超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的超聲波發射盒(2)包括發射外殼(2-1)、發射框架(2-2)、發射套管(2-8)、超聲波發射傳感器(2-3)、聚波罩(2-9)、超聲波發射電路板(2-4)、發射電源電路板(2-5)和電源指示燈(2-10);所述的超聲波接收盒(3)包括接收外殼(3-1)、上接收套管(3-7)、超聲波接收傳感器(3-3)、上接收套管(3-7)、下接收套管(3-8)、蜂鳴器(3-4)、接收超聲波信號指示燈(3-11)、超聲波接收電路及電源電路板(3-10)、兩個接收框架(3-2);所述的發射框架(2-2)為長方體形狀，發射外殼(2-1)內固定有發射框架(2-2)，發射框架(2-2)的上部水平固定有發射套管(2-8)，發射套管(2-8)內沿軸向并列固定裝有超聲波發射傳感器(2-3)和聚波罩(2-9)，發射框架(2-2)的中部安裝超聲波發射電路板(2-4)，發射框架(2-2)的下部安裝發射電源電路板(2-5)，發射外殼(2-1)上安裝一個電源指示燈(2-10);所述的兩個接收框架(3-2)均為長方體形狀，接收外殼(3-1)內豎直并列固定有兩個接收框架(3-2)，兩個接收框架(3-2)的其中一個由上至下安裝有水平設置的上接收套管(3-7)和下接收套管(3-8)，上接收套管(3-7)內裝有超聲 波接收傳感器(3-3)，下接收套管(3-8)內固定裝有蜂鳴器(3-4)，兩個接收框架(3-2)的剩余一個上安裝有超聲波接收電路及電源電路板(3-10)，接收外殼(3-1)對應蜂鳴器(3-4)的位置設有多個小孔，接收外殼(3-1)上安裝一個接收超聲波信號指示燈(3-11)。
3.根據權利要求2所述的超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的第一支桿(4)包括第一上支桿(4-1)、第一下支桿(4-2)和第一螺母(8);所述的第一上支桿(4-1)和第一下支桿(4-2)均為鋼管，第一上支桿(4-1)的下端插入第一下支桿(4-2)內腔中，第一下支桿(4-2)外側壁上部設有外螺紋，第一下支桿(4-2)的上端管口為收口，且第一下支桿(4-2)的上端管口設有四個長方形開口，第一螺母(8)的內孔設有與第一下支桿(4-2)的上端管口相匹配的錐孔，第一螺母(8)與第一下支桿(4-2)的外螺紋配合，擰緊第一螺母(8)連接第一上支桿(4-1)和第一下支桿(4-2);所述的第二支桿(5)包括第二上支桿(5-1)、第二下支桿(5-2)和第二螺母(9);所述的第二上支桿(5-1)和第二下支桿(5-2)均為鋼管，第二上支桿(5-1)的下端插入第二下支桿(5-2)內腔中，第二下支桿(5-2)外側壁上部設有外螺紋，第二下支桿(5-2)的上端管口為收口，且第二下支桿(4-2)的上端管口設有四個長方形開口，第二螺母(9)的內孔設有與第二下支桿(5-2)的上端管口相匹配的錐孔，第二螺母(9)與第二下支桿(5-2)的外螺紋配合，擰緊第二螺母(9)連接第二上支桿(5-1)和第二下支桿(5-2)。
4.根據權利要求2所述的超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的發射外殼(2-1)和接收外殼(3-1)均由厚度為I~1.5mm薄鋼板制成。
5.根據權利要求2所述的超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的聚波罩(2-9)的中部水平設有空心軸(2-9-1)，所述的空心軸(2-9-1)的兩端分別設有一個圓形擋片(2-9-2)，所述的圓形擋片(2-9-2)的中部設有中心孔，空心軸(2-9-1)的兩端分別穿入兩個圓形擋片(2-9-2)的中心孔內，發射套管(2-8)與兩個圓形擋片(2-9-2)及空心軸(2-9-1)之間圍成的空腔內填充隔音材料(2-9-3)，發射外殼(2-1)上與空心軸(2_9_1)相對應處設有發射圓孔(2-11)，接收外殼(3-1)上與超聲波接收傳感器(3-3)相對應處設有接收圓孔(3-12)，且發射圓孔(2-11)與接收圓孔(3-12)相對應。
6.根據權利要求1所述的超聲波學生防近視儀，其特征在于:所述的超聲波發射電路板(2-4)、超聲波接收電`路及電源電路板(3-10)均為絕緣樹脂板。
【文檔編號】G08B21/24GK103729984SQ201410014242
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】徐揚 申請人:徐揚