[实用新型]一种基于超声波测距的防近视用眼保护器装置

说明书

技术领域

本实用新型属于测控技术领域，特别涉及一种基于超声波测距的防近视眼保护装置。

背景技术

随着青少年学习压力不断增大，电子产品过度长时使用，导致我国的近视人数不断增加的同时，近视人群出现的年龄也日趋低龄化，高度近视是目前主要致盲原因之一，也是目前危害我国青少年健康的最突出问题。这不仅对青少年的视功能有极大的负面影响，还对青少年培养良好的用眼习惯是非常不利的。随着人们的眼保健意识不断增强，我们急需一款能够在青少年近视形成之前和轻度近视时就能够缓解我们用眼压力的一款设备，市场虽然存在比较多的防近视仪器与设备，但是普遍存在以下问题：一是由于此类设备直接放置于使用者眼睛周围，会对眼周围尤其鼻梁的发育产生负担，同时产生的电磁辐射也会带来不可预知的不良影响，二是由于眼前部空间有限并且装置集成度不够高导致外观不美观，不易被大众接受；三是价格相对较高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型通过转换测距装置的受用者，发明一种作用于客体、集成度高的基于超声波测距的防近视用眼保护器装置。

本实用新型采取以下技术方案实现的：

一种基于超声波测距的防近视用眼保护器装置，包括控制模块和壳体结构。

壳体结构外形为长方形，控制模块高度集成于壳体内部，壳体外正表面自上而下依次放置超声波收发装置、报警指示灯、警示音提示器，壳体外正下方设置按键，壳体外背面通过螺丝与夹持装置连接。

超声波收发装置位于壳体正表面的中上部，位于壳体左边的是超声波发生器，位于壳体右边的是超声波接收器。

壳体的正下方设置两个按键，靠近壳体正表面的是测距按键，靠近壳体后表面的是定时按键。按下测距按键，当被视物与人眼的距离达到临界值40厘米时，报警装置发出报警信号；按下定时按键，当用眼时间达到临界值20分钟时，报警装置发出报警信号，两个按键都按下时，既有测距功能又有定时功能。

夹持装置通过弹簧连接上夹头和下夹头,上夹头和下夹头夹持部内表面具有缓冲橡胶垫。

控制模块采用单片机作为控制核心。整个模块主要包括：测距部分、控制部分、报警部分。测距部分的主要功能是与控制部分配合完成超声波的发生、超生回波转化为电信号以及该信号的放大；控制部分的核心为单片机，单片机通过对每一个引脚电路的控制实现对整个用眼保护器系统运行的控制；报警部分的主要功能是与控制部分配合实时提示人眼与被视物之间的距离及用眼时间。

首先由硬件电路触发工作后,单片机会发出脉冲信号经过传递与处理触发超声波发生器发出超声波信号,发射出的超声波遇到物体后会发生声波反射现象，部分回波信号会被超声波接收器所接收，并将机械回波转化为电信号，电信号经传递与处理后即可作为测量传感器与用眼者之间距离的参考值,当此参考值达到临界值时,单片机发出报警信号触发报警动作。结构部分是将收发测距传感器用于长方形的壳体结构的中上部,报警指示灯位于壳体结构的中部，警示音提示器结构位于壳体结构的中下部，控制模块高度集成于壳体内部，另外，将这种集成度高的整体结构与夹持装置组合，应用时将其夹持于被视物体上，既可以保证测量的准确度与精确度，更重要的是可以避免装置对眼睛的负担，提高用眼的舒适性和合理性。

本设计能以声音与光的方式告知用眼者前方所视物体与用眼者距离，以及用眼时间的情况,使用时通过把这种新型的结构与被视物固定，实现了用眼距离的检测和用眼时间的控制，装置运行简单可靠，集成度较高。有效降低用眼者在平时经常性的近距离视物时不自觉的靠近被视物或长时间用眼导致近视或者近视度数不断加深的困扰，提高用眼的舒适性和合理性的测距装置。本设计一方面能有效帮助青少年健康用眼，另一方面也很容易被中低端消费人群接受。

本实用新型的工作原理是当系统进入到工作状态以后，此时单片机会产生一串频率为40KHz的矩形脉冲电压信号，该信号会经过模拟开关发送到传感器测距电路。该脉冲信号经过电路放大后会驱动超声波传感器发射超声波，与此同时单片机开始计时。发射出的超声波遇到物体后会发生声波反射现象，部分超声回波信号会被超声波接收传感器所接收，并将机械回波转化为相对微弱的电信号，该电信号经过传递与处理，单片机收到该信号后，控制器会得到超声波发射时和超声回波之间的时间差。接收时间与发射时间之差即为超声波在空气中渡越的时间于是用眼者的用眼距离：

L＝CT/2