專利名稱：多功能預警眼保健器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種保健設備，具體地講是一種多功能預警眼保健器。
背景技術：
我國青少年近視發病數居世界的第一位，發病率居世界第二位。據統計數據表明我國的近視發病率目前仍在以每年5％的速度增長，并隨著年齡的增長而增加。有關專家指出造成近視的最主要原因不是遺傳因素，而是環境因素。其主要影響因素有以下幾點一是讀書寫字時姿勢不正確，長時間持續近距離用眼二是用眼環境的光源配置過強或過暗。。三是養成了長時間看電視、玩游戲機等的不良用眼衛生習慣。四是缺乏眼部營養、戶外體育鍛煉和充足的睡眠。六是因以上影響因素造成的眼睛視疲勞得不到及時緩解。因此，保護眼睛，預防近視，已成為社會和家長們普遍關心的大事。目前市場雖然已出現了一些視力保健產品，但因功能單一，使用效果不佳等原因，未能普遍推廣使用。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能夠糾正讀寫時坐姿、測量學習環境的光線亮度的多功能預警眼保健器，以克服上述的不足。
為了實現上述目的，本實用新型由超聲波發射振蕩器、報警聲振蕩器和定時用振蕩器、一個超聲波接收放大器、一個光控電路和控制電路與指示燈電路構成，其特點是超聲波發射振蕩器的輸入端通過一個非門F1和電容器C2與一個振蕩集成芯片IC的第9腳相連，超聲波接收放大器的輸出端通過電容器C3和二極管VD2與三極管VT的基極相接，報警聲振蕩器的輸入端通過電阻器R13與電源正極相接并與三個二極管VD3、VD4、VD5的正極相連接；控制電路由三個與非門Y1、Y2、Y3和三個二極管VD3、VD4、VD5構成，其中三個與非門Y1、Y2、Y3的輸出端分別與三個二極管VD3、VD4、VD5的負極相連，三個與非門Y1、Y2、Y3的一個輸入端分別連接振蕩集成芯片IC的第9腳，與非門Y1的另一個輸入端與三極管VT的集電極相連，與非門Y2的另一個輸入端與光控電路的輸出端相接，與非門Y3的另一個輸入端與振蕩集成芯片IC的第3腳相連接；定時用振蕩器由振蕩集成芯片IC和電容器C7、電阻器R8、電阻器R9構成，其中電容器C7、電阻器R8、電阻器R9的一端相互連接，其另一端分別與振蕩集成芯片IC的第9腳、第10腳、第11腳相連接；光控電路由光敏電阻RG、電容器C5、電阻器R5構成，其中電容器C5和電阻器R5并聯后的一端與電源正極相連，其另一端與光敏電阻RG的一端和與非門Y2的輸入端相接，光敏電阻RG另一端與電源負極相連接；指示燈電路由發光二極管LED1、LED2、LED3分別與電阻器R10、R11、R12串聯構成，其中每個串聯電路的一端與電源正極相連，其另一端分別與三個與非門Y1、Y2、Y3的輸出端相連接上述三極管的基極通過電容器C4與電源正極相連，集電極通過并聯的電容器C9、電阻器R7與電源的負極相接，發射級與電源正極相連接。
本實用新型的有益效果在于一是糾正學習坐姿。正常的學習坐姿應當是，坐立時上身正直并略向前傾，眼睛與書本保持35cm以上的距離。當身體過度前傾使眼睛與書本的距離小于35cm時或當頭部歪斜看書寫字，本實用新型就會發出警示聲，提醒學生糾正坐姿；二是測量學習環境的光線亮度。當環境亮度低于國家規定的100Lux時，及時發出警示聲，提示學生增大環境亮度或停止學習；三是通過定時功能保證學生在連續學習超過45分鐘后，本實用新型就會發出警示聲，提示學生該休息了。
附圖為本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
本實用新型由超聲波發射振蕩器1、報警聲振蕩器3和定時用振蕩器、一個超聲波接收放大器2、一個光控電路和控制電路與指示燈電路構成。
超聲波發射振蕩器1(測距功能)由或非門H1、H2和電阻器R3、R4及電容器C1組成超聲波發射振蕩器，振蕩頻率為40kHz。由超聲振蕩器輸出的脈沖，經非門F2、F3，反相和整形后，由超聲波發射頭向外發射。
超聲波接收放大器2(測距功能)由超聲波接收頭將反射的超聲信號接收并轉換為脈沖電信號后，輸入電壓放大器進行放大。電壓放大器由反相器(非門)F4～F6和反饋電阻R2組成，偏置電阻R2將非門F4的輸入端偏置于電源電壓的一半，使門電路的工作點處于良好的線性放大區。經電壓放大器放大的信號，由電容器C3耦合到由二極管VD1、VD2組成的倍壓整流器進行整流，由整流器輸出的是負極性的信號。這個負極性的信號加至三極管VT的基極，使其導通，它的集電極輸出高電平，并加至與非門Y1的一個輸入端。與非門Y1、二極管VD3、發光二極管LED1和電阻器R10組成“距離”指示電路。當三極管VT導通，輸出端變為高電平時，與非門Y1輸出低電平。這時，距離指示燈LED1發光并閃動，這是因為與非門Y1的另一輸入端輸入的是由定時振蕩器IC輸出的定時振蕩脈沖，它的頻率為3Hz。這個3Hz的脈沖使與非門Y1的該輸入端形成了間隔時間為1/3s的高電平，使與非門Y1形成了間隔時間為1/3s的導通、截止交替進行的狀態，因而形成閃光指示。當人體坐姿發生變化出現前傾時，由頭部反射到接收頭的超聲波反射信號較強，經放大、檢波后輸出的低電平較強，能使三極管VT導通而發出閃光警示信號，提醒學生糾正坐姿。當頭部歪斜看書寫字，保護器發出警示聲，提醒學生糾正坐姿。
報警聲振蕩器3是當出現坐姿、光照和到達定時時間時，發出報警聲響，以引起使用者的注意。振蕩器由或非門H3，、H4、電阻器R15、R14及電容器C8組成。這是一個由或非門組成的鍵控式多諧振蕩器。鍵控脈沖來自二極管VD3、VD4、VD5的正輸出端。當二極管VD3～VD5中任何一方的負端出現低電平時，多諧振蕩器立即開始振蕩，并通過壓電蜂鳴器HTD發出報警聲。由電路的結構可知，二極管VD3～VD5的負端受與非門Y1～Y3的控制，而與非門Y1～Y的輸入端中均有一個輸入端是受定時振蕩器IC3的⑨腳的輸出控制的。如前所述，⑨腳輸出的是3Hz的脈沖。這樣，報警聲振蕩器輸出的報警信號就是一個受3Hz脈沖調制的信號，HTD發出的報警聲為“嘀、嘀、嘀......”。
定時振蕩器由一只14位二進制串行計數/分頻和振蕩集成芯片IC(CD4060)與電阻器R8、R9及電容器C7組成，它的振蕩頻率由公式f＝1/(2.2R8C7)來決定，本電路振蕩頻率f＝3Hz。由振蕩器產生的3Hz時基脈沖，一方面由⑨腳輸出，作為與非門Y1～Y3的門控脈沖；另一方面通過內部分頻器分頻后，得到45min的定時，由③腳輸出(③腳為Q14，即213＝8192，8192÷3＝2730s，2730÷60＝45min)。CD4060內包含14級分頻器和兩個反相器，其中兩個反相器可通過外接RC元件或石英晶體組成振蕩器，產生脈沖信號，通過分頻器分頻后形成所需要的定時。當打開電燈后，電路便得到工作電源，振蕩器起振，定時器開始工作。當到達定時后，CD4060的③腳輸出高電平。這一高電平和⑨腳輸出的3Hz脈沖同時加至與非門Y3，使Y3呈斷續導通狀態，定時指示燈LED3出現閃光，同時觸發報警振蕩器，發出報警聲。
光控電路也稱測光電路，由光敏電阻RG和電阻器R5，組成分壓電路。當光線正常時，電源經電阻器R5與光敏電阻RG的分壓，使與非門Y2的輸入端得到較低的分壓，與非門Y2不導通，輸出端為高電平。當光線暗到一定程度時，RG的阻值增大，使R5與RG的分壓點得到較高的分壓，這時與非門Y2導通。在3Hz脈沖的作用下，與非門Y2呈斷續的導通狀態，光線指示燈LED2閃光指示。同時通過二極管VD4將報警振蕩器觸發，發出報警聲。電容器C6、電阻器R6組成微分電路，每次開燈時向振蕩集成芯片IC提供清零脈沖，以保證在開燈后定時振蕩器能提供準確的定時脈沖。
本實用新型超聲波發射、接收頭均應安裝于燈座的前方并向前傾斜，以便與人的頭部相對。超聲波發射、接收頭之間應相距8～10cm。光敏電阻應安裝于燈座的上面板內，面板上開孔并裝設玻璃或透明塑料罩。電路組裝完成后，調整發射器的電阻器R2，使發射器的振蕩頻率為40kHz。隨后調整接收電路，用一擋板在發射、接收頭前移動，使接收頭能收到發射頭發出的反射信號，此時發光二極管LED1應閃光。然后將擋板固定在發射、接收頭前35cm處，調整接收器中的電阻器R2，使發光二極管LED1剛好出現閃光和報警。當擋板移至35cm處時，停止閃光和報警。光控電路的調整應在暗室中進行，用一只15W燈泡，在距光敏電阻30cm處照射，此時光照度約100Lux，調節R5，使LED2剛好熄滅為止。
在使用中，當出現定時報警后，應將燈關掉，使電路因失去工作電源而復位，以便下次開燈時計時電路能從零開始計時。
本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種多功能預警眼保健器，由超聲波發射振蕩器(1)、報警聲振蕩器(3)和定時用振蕩器、一個超聲波接收放大器(2)、一個光控電路和控制電路與指示燈電路構成，其特征在于超聲波發射振蕩器(1)的輸入端通過一個非門F1和電容器C2與一個振蕩集成芯片IC的第9腳相連，超聲波接收放大器(2)的輸出端通過電容器C3和二極管VD2與三極管VT的基極相接，報警聲振蕩器(3)的輸入端通過電阻器R13與電源正極相接并與三個二極管VD3、VD4、VD5的正極相連接；控制電路由三個與非門Y1、Y2、Y3和三個二極管VD3、VD4、VD5構成，其中三個與非門Y1、Y2、Y3的輸出端分別與三個二極管VD3、VD4、VD5的負極相連，三個與非門Y1、Y2、Y3的一個輸入端分別連接振蕩集成芯片IC的第9腳，與非門Y1的另一個輸入端與三極管VT的集電極相連，與非門Y2的另一個輸入端與光控電路的輸出端相接，與非門Y3的另一個輸入端與振蕩集成芯片IC的第3腳相連接；定時用振蕩器由振蕩集成芯片IC和電容器C7、電阻器R8、電阻器R9構成，其中電容器C7、電阻器R8、電阻器R9的一端相互連接，其另一端分別與振蕩集成芯片IC的第9腳、第10腳、第11腳相連接；光控電路由光敏電阻RG、電容器C5、電阻器R5構成，其中電容器C5和電阻器R5并聯后的一端與電源正極相連，其另一端與光敏電阻RG的一端和與非門Y2的輸入端相接，光敏電阻RG另一端與電源負極相連接；指示燈電路由發光二極管LED1、LED2、LED3分別與電阻器R10、R11、R12串聯構成，其中每個串聯電路的一端與電源正極相連，其另一端分別與三個與非門Y1、Y2、Y3的輸出端相連接；上述三極管的基極通過電容器C4與電源正極相連，集電極通過并聯的電容器C9、電阻器R7與電源的負極相接，發射級與電源正極相連接。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能預警眼保健器，由超聲波發射振蕩器、報警聲振蕩器和定時用振蕩器、一個超聲波接收放大器、一個光控電路和控制電路與指示燈電路構成，其特點是超聲波發射振蕩器的輸入端與一個振蕩集成芯片相連，超聲波接收放大器的輸出端三極管VT的基極相接，報警聲振蕩器的輸入端通過電阻器R13與三個二極管的正極相連接。本實用新型的有益效果在于一是糾正學習坐姿。二是測量學習環境的光線亮度。三是通過定時功能保證學生在連續學習超過45分鐘后，本實用新型就會發出警示聲，提示學生該休息了。
文檔編號G08B21/24GK2876925SQ20062009553
公開日2007年3月7日 申請日期2006年3月10日 優先權日2006年3月10日
發明者許文龍 申請人:許文龍