[实用新型]近视预防的电子墨水手写板装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种近视预防的电子墨水手写板装置，属于教育学习用具技术领域。

背景技术

电子墨水手写板采用电磁触控技术，在触控笔的基础上加入墨水笔芯，使得当在纸张上书写时，同时将书写轨迹保存为电子档或实时通过无线方式发送出去。这一触控墨水笔技术已在教育市场逐渐推广使用。但是，在目前的工作和学习，尤其是学生，写字时姿势不正确和长时间书写，没有适当的休息，会引起眼睛近视和疲劳，对人体健康带来很大危害。

在专利ZL201520932034《防止近视和疲劳的智能笔》中提出了一种防止近视的智能笔，其公开在笔中加入一个或多个眼球追踪器。但是该技术方案成本和功耗比较高，并且其无法解决学生眼睛距离触控无线板过近的问题。

在专利ZL200920028217《防近视书写垫板》提出一种防近视书写垫板，其在垫板下侧设有红外线传感器，用来检测人体头部距桌面的距离。但此书写垫板存在以下问题：(1)当书写在垫板上侧时，人体头部会自然靠近该红外开关，导致误检测。(2)另外，当笔处于垫板左上侧，手臂有可能置于该红外线传感器之上，并导致误检测。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提出了一种近视预防的电子墨水手写板装置，其实时检测人体头部与触控无线板的距离，一旦发现距离过近时，则利用蜂鸣器提出警告；同时检测多个红外线传感器的值，可以有效避免由于手臂遮挡而出现误检。

本实用新型所述近视预防的电子墨水手写板装置，包括手写板和手写笔，手写板包括板架和触控无线板，手写笔按压在触控无线板上，板架上设置有检测人体头部与其之间距离的红外线传感器，其中，板架上侧至少设置有一个红外线传感器，板架下侧设置有一个红外线传感器。

优选地，所述红外线传感器采用发送端和接收端，发送端发送特定频率的红外线，接收端接收红外接收值。

通过设定特定频率的红外线信号，接收端可以避免其他频率红外线的干扰。本实用新型采用的红外线传感器是收发一体式传感器。用于实时检测人体与手写板的距离。

优选地，所述手写板还包括板架内由上至下设置的触控无线板、电路板和电源。

优选地，所述电路板上设置有多路复用开关、信号调理器、微控制器、放大器和蜂鸣器，触控无线板依次通过多路复用开关、信号调理器与微控制器相连，红外线传感器通过放大器与微控制器相连；微控制器还分别与蜂鸣器和电源相连。

多路复用开关包括多路复用器和模拟开关，多路复用器也称为数据选择器，是用来选择触控无线板的数字信号通路的；模拟开关是传递模拟信号的，因为数字信号也是由高低两个模拟电压组成的,所以模拟开关也能传递数字信号。信号调理器用于触控无线板和微控制器之间的信号调理器件，如衰减器、前置放大器、电荷放大器以及对传感器或放大器进行非线性补偿的电平转换器件。红外线传感器接收到的红外线信号较弱，需要经过放大器进行放大才能被有效利用。

优选地，所述红外线传感器检测到的红外线强度大于设定阈值，并且连续超过设定时间，通过微控制器启动蜂鸣器报警。

短时间达到设定阈值或者接收到的红外线强度不够，不能作为人体过于接近手写板的判断依据。只有当红外线强度大于阈值，并且连续时间超过设定值时，说明接近手写板的判断条件满足。

应用上述近视预防的电子墨水手写板装置的方法，包括如下步骤：

S1：通过红外线传感器实时检测红外接收值，将采集到的强度信号传递到微控制器，通过微控制器得出所有强度信号中的极小值Smin；

S2：当Smin大于设定的阈值时，微控制器通过结合笔尖的按压位置判断是否有人体的头部接近红外线传感器；

S3：当Smin连续超过设定时间，通过微控制器启动蜂鸣器报警。

优选地，步骤S2中，通过微控制器程序判断笔尖的按压位置是否满足下述三种特殊情况：

a.当手写笔按压位置位于触控无线板的左上角时，手臂遮挡区域位于板架上侧，关闭或者忽略板架上侧的红外线传感器，开启检测板架下侧的两个红外线传感器；

b.当手写笔按压位置位于触控无线板的左侧中部时，手臂遮挡区域位于板架右下角，关闭或者忽略板架右下角的红外线传感器，开启检测板架左下角的红外线传感器和板架上侧的红外线传感器；

c.当手写笔按压位置位于触控无线板的左下角时，手臂遮挡区域位于板架下侧，关闭或者忽略板架下侧的两个红外线传感器，开启检测板架上侧的红外线传感器。