專利名稱：視力保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于以超聲波脈沖測(cè)距方法對(duì)人讀、寫(xiě)時(shí)的視距進(jìn)行監(jiān)測(cè)的專用儀器——視力保護(hù)器。
現(xiàn)有技術(shù)保護(hù)青少年視力減少近視眼發(fā)病率的儀器。一類如“白菊視力保護(hù)器”，當(dāng)環(huán)境光線過(guò)弱時(shí)發(fā)出警告；另一類如《電子愛(ài)好者報(bào)》89年24期“讀寫(xiě)姿勢(shì)提醒器”，當(dāng)人的頭部或上身傾斜時(shí)發(fā)出警告。這些儀器的缺點(diǎn)是不能對(duì)視距進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其防近視的作用受到限制。
本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種視力保護(hù)器，根據(jù)雷達(dá)測(cè)距原理，用超聲波測(cè)定實(shí)際的視讀距離。其主要技術(shù)指標(biāo)電源DC9V，耗電小于1MA，測(cè)距告警距離30CM(可在數(shù)米范圍調(diào)節(jié))，測(cè)距精度3MM，外形為案頭式或頭戴式兩種，體積約90×60×20MM3。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案由發(fā)射、接收、控制三部分組成。發(fā)射部分由三極管T1、T2組成的40KHZ振蕩器產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)超聲換能器THD1發(fā)射超聲波脈沖。其連接關(guān)系是T1集電極與T2基極、R5一端相連，R5另一端與F3輸出端相連。接收部分由超聲傳感器THD2、三極管T3、T4、音響電路、壓電蜂鳴器THD3等組成，其連接關(guān)系是T4集電極與F6輸入端相連，T4發(fā)射極接地，音響電路輸入端與F6輸出端相連，音響電路輸出端接F7輸入端，F(xiàn)7兩端與THD3兩端相連。接收到的超聲波經(jīng)THD2轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)T3、T4放大處理后送至控制部分的或非門F6，由F6的輸出狀態(tài)決定音響電路是否發(fā)聲?？刂撇糠钟傻皖l振蕩器(非門F1、F2)、時(shí)鐘振蕩器(或非門F4、非門F5)、計(jì)數(shù)器、門電路(或非門F3、F6)組成。它們的連接關(guān)系是低頻振蕩器的輸出與計(jì)數(shù)器“R”端、F6輸入端、D2正極相連，D2負(fù)極與F3輸入端相連，計(jì)數(shù)器輸出Qn端與時(shí)鐘振蕩器F4輸入端及F6輸入端相連，計(jì)數(shù)器輸出Qn－3至Qn端與F3輸入端相連(F3輸入腳不夠時(shí)加接由D3、D4、R4等組成的或門)。低頻振蕩器產(chǎn)生1HZ脈沖信號(hào)。此信號(hào)一路經(jīng)二極管D2送至或非門F3使發(fā)射部分每秒發(fā)射一次超聲波脈沖；第二路送至計(jì)數(shù)器“R”端啟動(dòng)計(jì)數(shù)器和時(shí)鐘振蕩器工作；第三路送至或非門F6使其準(zhǔn)備接收信號(hào)。當(dāng)接收到反射脈沖時(shí)，由計(jì)數(shù)器工作狀態(tài)計(jì)算出發(fā)射至接收的時(shí)間，從而判定出視讀距離。如果距離過(guò)近低于安全距離，則計(jì)數(shù)器輸出Qn端為低電平使音響電路工作發(fā)出告警聲。如果距離是安全的，則計(jì)數(shù)器Qn端為高電平關(guān)閉F6，此時(shí)音響電路不工作且時(shí)鐘振蕩器停振，電路保持此狀態(tài)直到下一次低頻脈沖到來(lái)。
本機(jī)特點(diǎn)耗電省，采用CMOS電路，工作電流僅1MA；測(cè)距精度好，誤差僅3MM且不受電源電壓變化、監(jiān)測(cè)距離遠(yuǎn)近和接收信號(hào)強(qiáng)弱的影響；電路簡(jiǎn)單，只用4塊集成電路和幾只晶體管；使用簡(jiǎn)便，將本儀器置于桌面(案頭式)或佩戴于頭部(頭戴式)即可工作，適合中小學(xué)生在課堂或家庭中學(xué)習(xí)時(shí)使用；抗干擾性好，保證同室中多人同時(shí)使用不會(huì)互相干擾；生產(chǎn)調(diào)試方便，整機(jī)安裝正確后極少調(diào)試。
以下結(jié)合附圖
簡(jiǎn)述本機(jī)工作過(guò)程接通電源后，低頻振蕩器(F1、F2)產(chǎn)生1HZ左右低頻脈沖信號(hào)。此信號(hào)分3路第1路經(jīng)D2至F3啟動(dòng)T1、T2組成的40KHZ振蕩器，發(fā)射超聲波脈沖；第2路至計(jì)數(shù)器R端啟動(dòng)計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作；第3路至F6使其準(zhǔn)備開(kāi)啟以便接收信號(hào)。由計(jì)數(shù)器Qn－3至Qn各級(jí)輸出的脈沖也送到F3以控制發(fā)射脈沖的個(gè)數(shù)。接收到的信號(hào)經(jīng)T3、T4放大處理后送至F6。F6受計(jì)數(shù)器Qn端控制，若大于安全距離則F6關(guān)閉，音響電路不發(fā)聲；若小于安全距離則F6開(kāi)啟，音響電路發(fā)聲告警。F4、F5為時(shí)鐘振蕩器，F(xiàn)7為音響驅(qū)動(dòng)級(jí)。
本實(shí)用新型測(cè)距范圍可達(dá)數(shù)米，精度較高，電路簡(jiǎn)單實(shí)用，可用于其它任何需測(cè)量固定距離的場(chǎng)合。
權(quán)利要求1.視力保護(hù)器，包括發(fā)射、接收、控制三個(gè)部分，其特征在于發(fā)射部分由三極管T1、T2和超聲換能器THD1等組成，其連接關(guān)系是T1集電極與T2基極、R5一端相連，R5另一端與F3輸出端相連。接收部分由超聲傳感器THD2、三極管T3、T4、音響電路、壓電蜂鳴器THD3等組成，其連接關(guān)系是T4集電極與F6輸入端相連，T4發(fā)射極接地，音響電路輸入端與F6輸出端相連，音響電路輸出端接F7輸入端，F(xiàn)7兩端與THD3兩端相連?？刂撇糠钟傻皖l振蕩器(非門F1、F2)、計(jì)數(shù)器、門電路(或非門F3、F6)、時(shí)鐘振蕩器(或非門F4、非門F5)等組成，它們的連接關(guān)系是低頻振蕩器的輸出與計(jì)數(shù)器“R”端、F6輸入端、D2正極相連，D2負(fù)極與F3輸入端相連，計(jì)數(shù)器輸出Qn端與時(shí)鐘振蕩器F4輸入端及F6輸入端相連，計(jì)數(shù)器輸出Qn-3至Qn端與F3的輸入端相連(F3輸入端由D2、D3、D4、R4組成的或門進(jìn)行了擴(kuò)展)。
2.按照權(quán)項(xiàng)1所述的視力保護(hù)器，其特征在于低頻振蕩器(F1、F2)可以由施密特觸發(fā)器、或非門、與非門組成，時(shí)鐘振蕩器(F4、F5)可以由施密特觸發(fā)器、與非門、非門組成，40KHZ振蕩器(T1、T2)可以由施密特觸發(fā)器、或非門、與非門、非門組成。
3.按照權(quán)項(xiàng)1所述的視力保護(hù)器，其特征在于F3可以采用輸入端多于3個(gè)的或非門。
專利摘要一種以超聲波脈沖測(cè)距方法對(duì)人讀、寫(xiě)時(shí)的視距進(jìn)行監(jiān)測(cè)的微型儀器——視力保護(hù)器。該儀器采用CMOS數(shù)字電路，發(fā)射部分由40KHz振蕩器驅(qū)動(dòng)超聲換能器發(fā)射超聲波脈沖；接收部分由超聲傳感器將反射波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)放大后送至控制部分；控制部分使儀器每秒發(fā)射一次脈沖并開(kāi)始計(jì)數(shù)，接收到反射信號(hào)時(shí)由計(jì)數(shù)值判定出視讀距離，若小于安全距離則發(fā)出告警聲。儀器為案頭式或頭戴式，測(cè)距精度高，使用簡(jiǎn)便，預(yù)防近視效果好，適合于中小學(xué)生使用。
文檔編號(hào)G08B3/00GK2129435SQ92218640
公開(kāi)日1993年4月7日 申請(qǐng)日期1992年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月2日
發(fā)明者史建軍 申請(qǐng)人:史建軍