本發(fā)明涉及單片機及超聲波傳感器的智能控制技術(shù)，具體涉及一種兒童坐姿矯正及近視預(yù)防裝置控制器及其工作方法。

背景技術(shù)：

兒童學(xué)習(xí)看書過程中坐姿不正確導(dǎo)致脊柱彎曲、眼睛近視的問題越來越嚴(yán)重，雖然家長、教師可以提醒，但是不可能實時監(jiān)控，近年來也出現(xiàn)了一些矯正的裝置，但是基本沒有智能控制，矯正效果不明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種兒童坐姿矯正及近視預(yù)防裝置及其工作方法，以校正兒童不準(zhǔn)確的寫作姿勢。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種坐姿矯正及近視預(yù)防裝置，其擺放于寫字臺的桌面，并與書寫用手的初始位置一致，且包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的第一、第二超聲波傳感器，其中第一超聲波傳感器向上傾斜設(shè)置，以檢測使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離；第二超聲波傳感器水平設(shè)置，以檢測使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離；若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離和/或胸部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離低于或高于相應(yīng)預(yù)設(shè)范圍時，所述處理器模塊觸發(fā)報警電路進行報警。

進一步，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置還包括：由處理器模塊控制的高度可調(diào)的寫字臺；所述處理器模塊連接有設(shè)置按鍵，在初始化設(shè)置時，若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離無法滿足預(yù)設(shè)范圍，則通過設(shè)置按鍵控制寫字臺升降相應(yīng)高度。

進一步，所述寫字臺的四桌腿中對角設(shè)置的兩個桌腿內(nèi)均設(shè)有升降機構(gòu)，其余兩桌腿內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向柱；以及升降機構(gòu)均采用電動推桿，且兩電動推桿內(nèi)的升降電機由處理器模塊同步控制。

進一步，所述報警電路為語音報警電路，且適于針對使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離、使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離分別報警，以調(diào)整使用者的坐姿。

又一方面，本發(fā)明還提供了一種坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的工作方法，包括：坐姿矯正及近視預(yù)防裝置，且該坐姿矯正及近視預(yù)防裝置適于擺放于桌面，并與書寫用手的初始位置一致。

進一步，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置還包括：由處理器模塊控制的高度可調(diào)的寫字臺；所述處理器模塊連接有設(shè)置按鍵，在初始化設(shè)置時，若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離無法滿足預(yù)設(shè)范圍，則通過設(shè)置按鍵控制寫字臺升降相應(yīng)高度。

進一步，所述寫字臺的四桌腿中對角設(shè)置的兩個桌腿內(nèi)均設(shè)有升降機構(gòu)，其余兩桌腿內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向柱；以及升降機構(gòu)均采用電動推桿，且兩電動推桿內(nèi)的升降電機由處理器模塊同步控制。

進一步，所述報警電路為語音報警電路，且適于針對使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離、使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離分別報警，以調(diào)整使用者的坐姿。

本發(fā)明的有益效果是，本坐姿矯正及近視預(yù)防裝置能夠自動檢測當(dāng)前使用者頭、身體的距離，在小于或大于預(yù)設(shè)范圍時發(fā)出報警信號，提示兒童保持正確坐姿。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的使用示意圖；

圖2是本發(fā)明的坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的原理框圖。

圖中：坐姿矯正及近視預(yù)防裝置1、第一超聲波傳感器101、第二超聲波傳感器102、寫字臺2、升降機構(gòu)201、導(dǎo)向柱202、使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l1、使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l2。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示，本實施例1提供了一種坐姿矯正及近視預(yù)防裝置1，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置1擺放于寫字臺2的桌面，并與書寫用手的初始位置一致，且包括：處理器模塊，與該處理器模塊相連的第一、第二超聲波傳感器，其中第一超聲波傳感器101向上傾斜設(shè)置(第一超聲波傳感器101與桌面的夾角為60-80度)，以檢測使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l1；第二超聲波傳感器102水平設(shè)置，以檢測使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l2；若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l1和/或胸部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離l2低于或高于相應(yīng)預(yù)設(shè)范圍時，所述處理器模塊觸發(fā)報警電路進行報警。

以右手寫字為例，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置與書寫用手的初始位置一致，即坐姿矯正及近視預(yù)防裝置初始擺放位置與右手離桌面下方邊緣距離相同，坐姿矯正及近視預(yù)防裝置擺放在開始書寫時的右手位置，頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離的預(yù)設(shè)范圍為33cm±3cm，胸部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離的預(yù)設(shè)范圍為30cm±3cm，超過上述范圍進行報警提醒。

其中，所述處理器模塊例如但不限于采用stc12c5a60s2，所述第一、第二超聲波傳感器例如但不限于采用hc-sr04。

為了寫字臺的高度能夠滿足使用需要，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置還包括：由處理器模塊控制的高度可調(diào)的寫字臺；所述處理器模塊連接有設(shè)置按鍵，在初始化設(shè)置時，若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離無法滿足預(yù)設(shè)范圍，則通過設(shè)置按鍵控制寫字臺升降相應(yīng)高度。

其中，所述初始化設(shè)置具體為所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置擺放于寫字臺的桌面，并與書寫用手的初始位置一致時，使用者采用標(biāo)準(zhǔn)姿勢后，所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置測量頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離，若使用者的個子較小，使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離低于預(yù)設(shè)范圍，則所述處理器模塊控制寫字臺降低高度；反之則升高寫字臺，進而使寫字臺的高度與使用者個人相匹配，對預(yù)防近視起到極其重要的作用。

作為寫字臺升降的一種可選的實現(xiàn)方式，所述寫字臺的四桌腿中對角設(shè)置的兩個桌腿內(nèi)均設(shè)有升降機構(gòu)201，其余兩桌腿內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向柱202；以及升降機構(gòu)均采用電動推桿，且兩電動推桿內(nèi)的升降電機由處理器模塊同步控制；其中所述升降電機為直流電機。

作為報警電路一種可選的實施方式，所述報警電路為語音報警電路，且適于針對使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離、使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離分別報警，以調(diào)整使用者的坐姿。

所述語音報警電路例如但不限于采用語音模塊isd1820。

使用者可以根據(jù)語音播報，調(diào)整頭部和/或身體的相應(yīng)距離，進而達(dá)到調(diào)整坐姿的效果，進而起到預(yù)防近視的目的。

實施例2

在實施例1基礎(chǔ)上，本實施例2提供了一種坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的工作方法。

所述工作方法包括：如實施例1所述的坐姿矯正及近視預(yù)防裝置，且該坐姿矯正及近視預(yù)防裝置適于擺放于桌面，并與書寫用手的初始位置一致。

所述坐姿矯正及近視預(yù)防裝置還包括：由處理器模塊控制的高度可調(diào)的寫字臺；所述處理器模塊連接有設(shè)置按鍵，在初始化設(shè)置時，若使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離無法滿足預(yù)設(shè)范圍，則通過設(shè)置按鍵控制寫字臺升降相應(yīng)高度。

所述寫字臺的四桌腿中對角設(shè)置的兩個桌腿內(nèi)均設(shè)有升降機構(gòu)，其余兩桌腿內(nèi)設(shè)有導(dǎo)向柱；以及升降機構(gòu)均采用電動推桿，且兩電動推桿內(nèi)的升降電機由處理器模塊同步控制。

所述報警電路為語音報警電路，且適于針對使用者的頭部與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離、使用者的身體與坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的距離分別報警，以調(diào)整使用者的坐姿。

在實施例1基礎(chǔ)上，本實施例2中坐姿矯正及近視預(yù)防裝置的具體工作方法表述，參見實施例1部分。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。