专利名称：视力保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于以超声波脉冲测距方法对人读、写时的视距进行监测的专用仪器——视力保护器。
现有技术保护青少年视力减少近视眼发病率的仪器。一类如“白菊视力保护器”，当环境光线过弱时发出警告；另一类如《电子爱好者报》89年24期“读写姿势提醒器”，当人的头部或上身倾斜时发出警告。这些仪器的缺点是不能对视距进行监测，其防近视的作用受到限制。
本实用新型针对上述问题，设计一种视力保护器，根据雷达测距原理，用超声波测定实际的视读距离。其主要技术指标电源DC9V，耗电小于1MA，测距告警距离30CM(可在数米范围调节)，测距精度3MM，外形为案头式或头戴式两种，体积约90×60×20MM3。
本实用新型的技术解决方案由发射、接收、控制三部分组成。发射部分由三极管T1、T2组成的40KHZ振荡器产生的信号经超声换能器THD1发射超声波脉冲。其连接关系是T1集电极与T2基极、R5一端相连，R5另一端与F3输出端相连。接收部分由超声传感器THD2、三极管T3、T4、音响电路、压电蜂鸣器THD3等组成，其连接关系是T4集电极与F6输入端相连，T4发射极接地，音响电路输入端与F6输出端相连，音响电路输出端接F7输入端，F7两端与THD3两端相连。接收到的超声波经THD2转换成电信号，经T3、T4放大处理后送至控制部分的或非门F6，由F6的输出状态决定音响电路是否发声。控制部分由低频振荡器(非门F1、F2)、时钟振荡器(或非门F4、非门F5)、计数器、门电路(或非门F3、F6)组成。它们的连接关系是低频振荡器的输出与计数器“R”端、F6输入端、D2正极相连，D2负极与F3输入端相连，计数器输出Qn端与时钟振荡器F4输入端及F6输入端相连，计数器输出Qn－3至Qn端与F3输入端相连(F3输入脚不够时加接由D3、D4、R4等组成的或门)。低频振荡器产生1HZ脉冲信号。此信号一路经二极管D2送至或非门F3使发射部分每秒发射一次超声波脉冲；第二路送至计数器“R”端启动计数器和时钟振荡器工作；第三路送至或非门F6使其准备接收信号。当接收到反射脉冲时，由计数器工作状态计算出发射至接收的时间，从而判定出视读距离。如果距离过近低于安全距离，则计数器输出Qn端为低电平使音响电路工作发出告警声。如果距离是安全的，则计数器Qn端为高电平关闭F6，此时音响电路不工作且时钟振荡器停振，电路保持此状态直到下一次低频脉冲到来。
本机特点耗电省，采用CMOS电路，工作电流仅1MA；测距精度好，误差仅3MM且不受电源电压变化、监测距离远近和接收信号强弱的影响；电路简单，只用4块集成电路和几只晶体管；使用简便，将本仪器置于桌面(案头式)或佩戴于头部(头戴式)即可工作，适合中小学生在课堂或家庭中学习时使用；抗干扰性好，保证同室中多人同时使用不会互相干扰；生产调试方便，整机安装正确后极少调试。
以下结合附图
简述本机工作过程接通电源后，低频振荡器(F1、F2)产生1HZ左右低频脉冲信号。此信号分3路第1路经D2至F3启动T1、T2组成的40KHZ振荡器，发射超声波脉冲；第2路至计数器R端启动计数器开始工作；第3路至F6使其准备开启以便接收信号。由计数器Qn－3至Qn各级输出的脉冲也送到F3以控制发射脉冲的个数。接收到的信号经T3、T4放大处理后送至F6。F6受计数器Qn端控制，若大于安全距离则F6关闭，音响电路不发声；若小于安全距离则F6开启，音响电路发声告警。F4、F5为时钟振荡器，F7为音响驱动级。
本实用新型测距范围可达数米，精度较高，电路简单实用，可用于其它任何需测量固定距离的场合。
权利要求1.视力保护器，包括发射、接收、控制三个部分，其特征在于发射部分由三极管T1、T2和超声换能器THD1等组成，其连接关系是T1集电极与T2基极、R5一端相连，R5另一端与F3输出端相连。接收部分由超声传感器THD2、三极管T3、T4、音响电路、压电蜂鸣器THD3等组成，其连接关系是T4集电极与F6输入端相连，T4发射极接地，音响电路输入端与F6输出端相连，音响电路输出端接F7输入端，F7两端与THD3两端相连。控制部分由低频振荡器(非门F1、F2)、计数器、门电路(或非门F3、F6)、时钟振荡器(或非门F4、非门F5)等组成，它们的连接关系是低频振荡器的输出与计数器“R”端、F6输入端、D2正极相连，D2负极与F3输入端相连，计数器输出Qn端与时钟振荡器F4输入端及F6输入端相连，计数器输出Qn-3至Qn端与F3的输入端相连(F3输入端由D2、D3、D4、R4组成的或门进行了扩展)。
2.按照权项1所述的视力保护器，其特征在于低频振荡器(F1、F2)可以由施密特触发器、或非门、与非门组成，时钟振荡器(F4、F5)可以由施密特触发器、与非门、非门组成，40KHZ振荡器(T1、T2)可以由施密特触发器、或非门、与非门、非门组成。
3.按照权项1所述的视力保护器，其特征在于F3可以采用输入端多于3个的或非门。
专利摘要一种以超声波脉冲测距方法对人读、写时的视距进行监测的微型仪器——视力保护器。该仪器采用CMOS数字电路，发射部分由40KHz振荡器驱动超声换能器发射超声波脉冲；接收部分由超声传感器将反射波转换成电信号放大后送至控制部分；控制部分使仪器每秒发射一次脉冲并开始计数，接收到反射信号时由计数值判定出视读距离，若小于安全距离则发出告警声。仪器为案头式或头戴式，测距精度高，使用简便，预防近视效果好，适合于中小学生使用。
文档编号G08B3/00GK2129435SQ92218640
公开日1993年4月7日 申请日期1992年9月2日 优先权日1992年9月2日
发明者史建军 申请人:史建军