專利名稱：坐姿監(jiān)視器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型與光電檢測報警器有關(guān)，特別與監(jiān)視使用者的坐姿、視距的電子裝置有關(guān)。
傳統(tǒng)的優(yōu)姿讀寫裝置由一個脈沖紅外線發(fā)射器和一個脈沖紅外線接收器組成。前者包括一多諧振蕩器，紅外線發(fā)光二極管和電流放大電路，后者包括一光敏三極管在內(nèi)的脈沖紅外線光電轉(zhuǎn)換、檢出電路，交流放大電路，開關(guān)電路和壓電陶瓷片在內(nèi)的音頻振蕩電路，使用時，將脈沖紅外線發(fā)射器別在上衣口袋上或上衣門襟或領(lǐng)子上，接通電源后發(fā)射器開始工作，而后再將脈沖紅外線接收器放置在書桌上距人體40～50cm處，打開接收器開關(guān)，接收器即發(fā)出蜂鳴聲，此時使用者自己選定好讀寫姿勢，調(diào)整發(fā)射頭和接收頭的位置，使發(fā)射頭發(fā)出的脈沖紅外線直射接收頭上的光敏三極管，此時蜂鳴聲便停止，當(dāng)看書，寫字時的姿勢發(fā)生變化時，接收器立即發(fā)出蜂鳴聲，提醒讀寫者糾正姿勢，上述裝置存在諸方面的缺點(diǎn)，首先優(yōu)姿器”由分離的兩部分組成，發(fā)射頭和接收頭的相對位置不易調(diào)準(zhǔn)，使用十分不便，其次使用時發(fā)射器別在上衣口袋或上衣門襟或領(lǐng)子上使用人會感到不習(xí)慣，不舒適，特別是夏季，再者監(jiān)測部位不能真正反應(yīng)使用人的讀，寫姿勢是否正確，更不能反應(yīng)使用人的視距是否適當(dāng)，不能達(dá)到糾正讀寫姿勢防止近視和骨胳畸形的目的，并且該裝置使人坐姿過份僵化，稍有變化即發(fā)出報警聲影響人的思維。
本實(shí)用新型的目的是提供一種直接監(jiān)視使用者坐姿和視距的電子裝裝置，特別使青少年能養(yǎng)成坐姿，視距正確的讀書、寫字習(xí)慣。
本實(shí)用新型的目的之二是提供在低照度下讀、寫的電子報警裝置。
本實(shí)用新型的另一個目的使糾正視距的過程簡單易行，不打亂思維，不影響學(xué)習(xí)效果。
本實(shí)用新型還有一個目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、耗電省便于攜帶，安放，易于調(diào)節(jié)，適合使用者具體情況，性能可靠的讀、寫電子監(jiān)視裝置。
本實(shí)用新型由光照度檢測電路，面部反光檢測電路，靈敏度調(diào)節(jié)電路，檢測比較電路，報警驅(qū)動電路，報警振蕩電路，電源電路組成。面部反光檢測電路有光敏電阻LDR1，也可有可變電阻RⅠ，光照度檢測電路有光敏電阻LDR2，也可有可變電阻RⅡ。光敏電阻有光照愈強(qiáng)電阻愈小的特點(diǎn)，光敏電阻阻值的變化可引起受控可變電阻阻值的變化，即進(jìn)行阻抗變換，受控于光敏電阻LDR1的可變電阻RⅠ與檢測比較電路相連，光敏電阻LDR2和受控可變電阻RⅡ通過靈敏度調(diào)節(jié)電阻RⅢ與檢測比較電路相連，LDR1和RⅡ的阻抗受光照度和RⅢ的控制，一旦RⅢ調(diào)定，且LDR1對準(zhǔn)使用人的面部，LDR1／LDR2的阻值比一定，從而受控可變電阻RⅠ／RⅡ的阻值比也一定，且不隨光照度變化，當(dāng)使用人坐姿不正確，LDR1的檢測點(diǎn)移至頭部，LDR1的阻值變大，RⅠ也變大，而LDR2和RⅡ的阻值不變。LDR1／LDR2，RⅠ／RⅡ的阻值比發(fā)生變化，檢測比較電路是一只晶體三極管，其集電極電阻RⅡ的阻值受控于照度檢測光敏電阻LDR1，其集電極——發(fā)射器等效電阻受控于其基極電阻RⅠ，RⅠ又受控于面部反光量檢測光敏電阻LDR1，晶體管集電極電阻RⅡ和集電極——發(fā)射極等效電阻分別作上，下分壓電阻組成一分壓器，其輸出接報警驅(qū)動器即非門電路輸入端，下分壓電阻受RⅠ的控制，改變RⅠ或RⅡ都可改變非門的輸入電壓，報警振蕩電路由非門的輸出狀態(tài)控制，當(dāng)LDR1／LDR2，RⅠ／RⅡ的比值在預(yù)定值內(nèi)時非門輸入端得到的分電壓小于非門的開門電平，非門輸出為高電平不驅(qū)動報警，當(dāng)LDR1／LDR2，RⅠ／RⅡ的比值變化達(dá)到或超過預(yù)定值時非門輸入端得到的分壓等于或大于非門的開門電平，非門輸出為低平則驅(qū)動報警，該預(yù)定值由靈敏度調(diào)節(jié)電路的可變電阻RⅢ調(diào)定。
本實(shí)用新型的面部檢測電路可由光敏電阻LDR1和晶體三極管BG組成，LDR1裝在一只套筒內(nèi)作定向面部檢測，所檢測到的是微弱的反射光，既使在正常照度下，LDR1的阻值也很大，不能直接控制檢測比較電路，用LDR1控制BG1的基極電流。從而控制BG1的集電極電流，BG等效于一只受控可變電阻RⅠ，其阻值變化符合檢測比較電路的要求。同理，照度檢測電路由LDR2和晶體三極管BG2組成，檢測比較放大電路，非門報警驅(qū)動電路，報警振蕩電路包含在集成電路SGZ07內(nèi)，集成電路的1腳和2腳是兩個相位相反的報警控制端，即檢測比較三極管的基極和集電極的出線端，分別通過BG1、BG2和電源正極相連。
當(dāng)照度低時，面部檢測光敏電阻LDR1阻值較大，BG1的基極電流小，集電極電流小，BG1呈較大阻抗，由于照度低，照度檢測光敏電阻LDR1阻值也小，BG1基極電流也小，集電極電流也小，BG1也呈較大阻抗，同理，照度變化時，BG1，BG2的阻抗同時變小，也就是BG1，BG2的阻抗比例不隨照度變化，照度變化不對報警視距產(chǎn)生影響。
光敏電阻LDR2上并連一只阻值很大的固定電阻R，在外界照度正常時LDR2阻值較小，供給BG2的基極電流主要由LDR2通過，R1作用很小，當(dāng)照度很小時LDR2阻值很大，R1的作用明顯，破壞了照度采樣的跟蹤補(bǔ)償，這時不論坐姿正確與否，即使把報警靈敏度調(diào)到最低都會報警，增加的光弱報警功能對光照度自動跟蹤補(bǔ)償有些影響，但在正常光照下影響不大。
本實(shí)用新型的光敏電阻LDR1，LDR2也可裝于二只并列的黑色定向筒里，兩只光敏電阻都是檢測面部，只是LDR1的檢測點(diǎn)比 LDR2的稍高，靈敏度調(diào)節(jié)器由二固定電阻R和電位器W組成，二R，LDR1，LDR2，W組成一電橋。橋路的CD端加有直流電壓，當(dāng)使用人坐姿正確時，兩只光敏電阻的檢測點(diǎn)都在人的面部，其阻值基本相同，橋路平衡，AB兩端無正電壓輸出，起檢測比較放大作用的集成運(yùn)算放大器F007也無正電壓輸出，不報警，當(dāng)使用人坐姿不正確時，視距縮短，LDR1的檢測點(diǎn)就會移向頭部，LDR1阻值增加，橋路失去平衡，A端輸出為正，B端輸出為負(fù)，F(xiàn)007輸出也為正，經(jīng)限流電阻使作開關(guān)使用的三極管導(dǎo)通，干簧繼電器線包通電，其常開觸點(diǎn)閉合，振蕩器起振蕩產(chǎn)生報警聲，光敏電阻LDR2上并連有阻值很大的弱光報警電阻。
本實(shí)用新型能對低頭，弓背、彎腰，偏頸等坐姿不正確，視距縮短等情況起報警提示作用，報警靈敏度可調(diào)，以適于不同視力的人的需要，具有弱光報警功能，避免弱光對使用者視力造成損害。本實(shí)用新型報警聲柔和，糾正坐姿報警聲立即停止，所以影響使用人思維的付作用很小，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，耗電省，攜帶方便，可單獨(dú)制作也可兼容在桌面上的必需品中，能有效地養(yǎng)成青少年良好的讀寫習(xí)慣。


圖1是本實(shí)用新型的外觀示意圖圖2是圖1左視圖圖3是本實(shí)用新型的方框圖圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1的電路原理圖圖5是SGZ07集成塊電路原理簡圖圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2的電路原理圖實(shí)施例1本實(shí)用新型的面部檢測電路由光敏電阻LDR1和晶體三極管BG1組成，LDR1裝在套筒內(nèi)對面部作定向檢測，BG1等效于一只受LDR1控制的可變電阻，其阻值變化符合報警集成電路SGZ07的控制要求。
照度檢測電路由光敏電阻LDR2和晶體三極管BG2組成，為了使裝置外觀簡化LDR2不罩定向筒裝于殼體內(nèi)，用透過殼體的光照代替實(shí)際光照度，LDR2并聯(lián)一只大阻值的固定電阻R1，R1起弱光報警作用，SGZ07的14腳┄8腳的電壓是經(jīng)集成元件內(nèi)部穩(wěn)壓的1.5V直流電壓，為了保證上述二檢測器工作狀態(tài)不受電池電壓變化的影響，經(jīng)LDR1供BG1和經(jīng)LDR2供BG2的基極電流均由8腳取出。
靈敏度調(diào)節(jié)電路由固定電阻R2、R3和電位器W組成，可滿足不同視力的使用者的報警要求，將電位器W的抽頭向R2方向調(diào)節(jié)，BG的基極電流減少，呈現(xiàn)較大阻抗，當(dāng)BD1呈現(xiàn)較大阻抗時，即使用者視距很短時才報警，若將W中心抽頭向R3方向調(diào)節(jié)，BG2阻抗變小，那么BG1呈現(xiàn)較小阻抗就能報警，即學(xué)生視距稍微縮短，BG1阻抗稍變大就可報警。調(diào)節(jié)電位器W可改變報警靈敏度，使本實(shí)用新型使用方便、靈活。
靈敏度調(diào)節(jié)所需的電壓調(diào)量范圍很小，設(shè)置R2，R3限制了電壓調(diào)節(jié)范圍，擴(kuò)展了W的調(diào)節(jié)角度，使用更方便。
本實(shí)用新型機(jī)芯部分有一型號為SGZ07的集成電路，包括了控制輸入(1腳，2腳)，調(diào)度振蕩(3腳，4腳)，音頻振蕩(5腳、6腳)，混頻放大，穩(wěn)壓電路，揚(yáng)聲器輸出(11腳，10腳)，閃光輸出(12腳，13腳)7個部分，14腳，8腳提供穩(wěn)壓1.5V電源，7腳接地。
1腳和2腳是兩個相位相反的控制端，當(dāng)2腳與8腳電壓小于振蕩控制器的開門電平振蕩器不起振。當(dāng)2腳與8腳電壓大于振蕩控制器的開門電平振蕩器起振。
報警電路有發(fā)光二極管LED、揚(yáng)聲器YDT。電阻R5的作用是限制揚(yáng)聲器的輸出音量，R5愈大，音量愈小。C1，C2是SGZ07內(nèi)部調(diào)制振蕩器，音頻振蕩器的外接電容器，改變C1，C2的容量可得到不同的雙頻報警聲。R4為發(fā)光二極管LED作通電指示的限流電阻。
電源E、電壓3伏，K為電源開關(guān)。本實(shí)用新型可獨(dú)立地制成，放于桌面使用，正面有面部反光檢測器的檢測口1，作電源通斷指示和閃光提示的發(fā)光二極管LED，電源開關(guān)K，靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕2。LDR2裝于殼3內(nèi)，背面有支架4，可調(diào)節(jié)儀器的檢測高度。
使用時搬動K，LED發(fā)光表示電源接通，把撿測口1即LDR1對準(zhǔn)使用人的面部，通過旋鈕2即W調(diào)節(jié)自己所需的報警視距。LDR1裝在一只套筒內(nèi)作定向面部撿測，所撿測到的是微弱的反射光，即使在正常照度下，LDR1的阻值也很大，不能直接控制撿測比較電路，用LDR1控制BG1的基極電流，從而控制BG1的集電極電流，同理用LDR2控制BG2的基極電流，從而控制BG2的集電極電流。撿測比較電路是一只晶體三極管，其集電極電阻為BG2，受控于LDR2，其集電極－發(fā)射極等效電阻受控于LDR1，晶體管集電極電阻BG2和集電極－發(fā)射極等效電阻分別作上、下分壓電阻組成一分壓器，其輸出接報警－驅(qū)動器即非門電路輸入端。下分壓電阻受BG1的控制，改變BG1或BG2阻值都可改變非門輸入電壓。一旦W調(diào)定即非門開門電平預(yù)定，當(dāng)LDR1／LDR2，BG1／BG2的阻值比在預(yù)定值內(nèi)時非門輸入端得到的分壓電壓小于非門的開門電平，非門輸出端輸出為高電平不驅(qū)動報警。當(dāng)使用人坐姿不正確，LDR1的撿測點(diǎn)移至頭部，由于頭發(fā)比面部反光差，LDR1，BG1的阻值變大而LDR2和BG2的阻值不變，當(dāng)LDR1／LDR2，BG1／BG2的阻值比變化達(dá)到或超過預(yù)定值時非門輸入端得到的分壓等于或大于非門的開門電平，非門輸出為低電平驅(qū)動報警。撿測比較電路和報警驅(qū)動器都包含在集成電路SGZ07內(nèi)。報警時，揚(yáng)聲器發(fā)出柔的報警聲，同時LED閃閃發(fā)光，微微糾正坐姿，報警聲和閃光即停止。當(dāng)照度過低時，即使坐姿正確，本實(shí)用新型同理也會發(fā)出報警聲和閃光。提示使用者開燈增加照度。
實(shí)施例2本實(shí)用新型裝在普通臺燈燈座內(nèi)，由臺燈電源供電，臺燈燈座新增光電檢測口，電源開關(guān)，靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，電源指示。
本實(shí)用新型的面部檢測器是光敏電阻LDR1，照度檢測器是光敏電阻LDR2，兩只光敏電阻裝于二只并列的黑色定向園筒里，定向檢測使用者面部。只是LDR1的檢測點(diǎn)稍高，靈敏度調(diào)節(jié)器由固定電阻R2，R3和電位器W組成，R2，LDR1，R2，LDR2和W組成一電橋，橋路CD端加有12伏直流電壓，當(dāng)人坐姿正確時，兩只光敏電阻的檢測點(diǎn)都在人的面部，其阻值基本相同，橋路平衡，AB兩端無正電壓輸出，起檢測比較放大作用的集成運(yùn)算放大器F007也無正電壓輸出，無報警提示聲。
當(dāng)使用人坐姿不正確，視距縮短，LDR1的檢測點(diǎn)就會移向頭部LDR1阻值增加，橋路失去平衡，A端輸出為正，B端輸出為負(fù)，F(xiàn)007輸出為正，經(jīng)限流電阻R5使起開關(guān)作用的三極管BG1導(dǎo)通，干簧繼電器J線包通電，其常開觸點(diǎn)閉合，振蕩器通電產(chǎn)生報警聲。
阻值較大的固定電阻R1與光敏電阻LDR2并聯(lián)，有弱光報警功能，靈敏度調(diào)節(jié)器向A端調(diào)節(jié)即降低靈敏度可使橋路輸出不平衡，A端為負(fù)，B端為正，F(xiàn)007輸出為負(fù)，這時必須視距較短才能使橋路輸出反相，這樣可適合視力較差的人使用。R3，R2可限制調(diào)節(jié)范圍和擴(kuò)展W的調(diào)節(jié)角度。
R4是F007的反饋電阻，C1是BG1集電極保護(hù)電容，R6，C2組成振蕩器電源的積分供電電路，使振蕩器得電和失電有一過渡過程，從而報警振蕩聲柔和，C3是振蕩器回輸反饋電容器，二極管D1、D2電容C4，C5起電源整流濾波作用，R7是發(fā)光二極管LED的限流電阻。
振動電源開關(guān)K，發(fā)光二極管LED發(fā)光，把光電檢測口對準(zhǔn)使用人面部，調(diào)節(jié)靈敏度旋扭得到所需的報警視距，其報警和糾正過程同實(shí)施例1。
權(quán)利要求1.坐姿監(jiān)視器，其特征在于由光照度撿測電路，面部反光撿測電路，靈敏度調(diào)節(jié)電路，撿測比較電路，報警電路，電源電路組成，面部反光撿測和光照度撿測電路有光敏度電阻LDR1和LDR2，也可包含受控可變電阻RⅠ，RⅡ，靈敏度調(diào)節(jié)電路有電位器Ⅳ和電阻，撿測比較電路為三極管BG或等于三極管BG，其基極電阻受控于LDR1，其集電極電阻受控于LDR2，其本身集電極一發(fā)射極等效電阻受控于基極電阻值的變化，集電極電阻和三極管BG的集電極一發(fā)射極電阻組成一分壓器，其輸出接報警電路非門的輸入端。
2.權(quán)利要求1所述的坐姿監(jiān)視器，其特征在于所說的受控可變電阻RⅠ，RⅡ?yàn)榫w三極管BG1，BG2，LDR1裝于一定向面部的套筒內(nèi)，有一固定電阻與LDR2并聯(lián)，所說的撿測比較電路和報警電路包含于集成電路塊SGZ07內(nèi)。
3.權(quán)利要求1所述的坐姿監(jiān)視器，其特征在于LDR1，LDR2裝于兩只并列的定向園筒里，LDR1在上，靈敏度調(diào)節(jié)電路由電阻R2，R3和電位器組成，R3、LDR1、R2，LDR2和W組成一電橋，其CD端加有直流電壓，所說的撿測比較電路為集成運(yùn)算放大器F007，其輸出接報警電路，所說的報警電路由三極管BG，干簧繼電器J、電阻，電容和揚(yáng)聲器組成，LDR2上并連有弱光報警電阻。
專利摘要本實(shí)用新型由面部反光檢測器，照度檢測器，靈敏度調(diào)節(jié)器，比較放大電路，報警器和電源組成?？蓪Φ皖^，弓背、彎腰，偏頸等坐姿不正確從而使視距縮短等情況起報警提示作用。同時具有弱光報警功能。報警聲柔和。糾正姿勢后報警聲立即停止。因而影響思維的副作用很小。報警靈敏度可調(diào)。適合不同視力使用者的需要。采用集成電路，體積小，使用方便。能有效地養(yǎng)成青少年良好的讀、寫習(xí)慣，避免視距過近和弱光對視力造成的損害。
文檔編號G08B21/00GK2035516SQ88218769
公開日1989年4月5日 申請日期1988年6月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月18日
發(fā)明者宋平光 申請人:四川工具配件廠