一种多功能校徽的制作方法

本发明涉及徽章技术领域，特别是一种当体位不正确时还能给予提醒的校徽。

背景技术：

校徽是学生佩戴的证照，上面印有学校名称，显示着佩戴者的归属，自校徽出现以来，这一单纯的显示功能百余年未曾改变过。

在另一方面，学生又是身体成长发育的快速阶段，特别是小学阶段，正确的站立、端坐姿势，对其骨骼的成长发育影响很大。中国传统文化强调的“坐如钟，站如松”也是千百万家长对子女正确体位的期盼。但小学生由于自我约束能力较差，常常不能保持正确的体位姿势。

学生的体位和坐姿是从小养成的，一个良好的体位对学生形成挺拔的身材是非常重要的。同理，一个良好的坐姿既保护了眼睛，也能保护腰部的发育，很多小学生坐姿不端正，坐在椅子上弯腰曲背，这样对身体发育不好，造成脊柱弯曲，影响脊椎的正常发育。如果弯腰趴在桌子上写字，这种错误的坐姿对视力极为有害，容易引发近视眼，后果很严重。小学生在正式听课时，由于有课堂纪律的约束，坐姿容易被纠正，但若在无人监管的情况下，不正确的坐姿常常不能及时纠正，久之成习惯，造成脊柱弯曲或眼睛近视，而且要求家长或老师时刻监督其体位或坐姿也是不现实的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能校徽，除能够提供正常的显示功能外，还能够在佩戴者体位姿势不正确、站立或坐姿倾斜度超过规定角度时进行提示报警。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种多功能校徽，包括校徽壳体和在壳体表面印制的标志，还包括供电电路、提醒电路和体位开关，所述供电电路、提醒电路和体位开关安装在壳体内，在所述供电电路和提醒电路之间连接体位开关；

所述供电电路包括永磁体、线圈、弹簧、电路板和桥式整流电路，所述永磁体固定在壳体上，所述线圈固定在电路板上，弹簧连接在永磁体的两个磁极和电路板之间，使电路板能够自由晃动；所述线圈的两个端点连接桥式整流电路，桥式整流电路的输出通过体位开关向提醒电路供电。

上述多功能校徽，所述提醒电路包括音乐芯片、三极管和扬声器；所述音乐芯片的输入端连接体位开关，输出端接三极管的基极，所述扬声器为三极管的集电极负载。

上述多功能校徽，所述永磁体、线圈和弹簧的数量为两组，两个永磁体的两个磁极分别通过弹簧固定在电路板的两端；两个线圈串联后连接桥式整流电路。

上述多功能校徽，增设导向滑槽，所述导向滑槽的数量为两个，分别设置在电路板的两侧；所述导向滑槽的横截面形状为“Π”，电路板即上下滑移在滑槽内。

上述多功能校徽，增设延时电路；所述延时电路包括电阻和第二电容；所述电阻与第二电容串联后接在音乐芯片的电源端与接地端之间，所述电阻与第二电容的节点接音乐芯片的触发端。

上述多功能校徽，所述体位开关包括玻璃容器，在玻璃容器内下部设有导电液，在玻璃容器底部设有下电极，在导电液的液面上方设有上电极。

上述多功能校徽，所述上电极为半环形导电片。

上述多功能校徽，所述扬声器为压电陶瓷片。

上述多功能校徽，所述永磁体为钕铁硼磁铁。

上述多功能校徽，所述壳体的形状为长条状或圆形。

本发明的有益效果：

本发明使校徽除具备普通的标志功能外，还使校徽具备在体位不正时发出提醒的警示音，让学生纠正。使用时将校徽用别针固定在使用者的衣服上，校徽将随身体倾斜而倾斜；当体位开关监测到使用者体位或坐姿超过规定角度时便发出声音提醒。本发明通过弹簧拉动电路板上下振动，使线圈在永磁铁内侧两个磁极间运动，线圈切割永磁体产生的磁力线，从而感应出电能；这种结构设计充分利用了人体不可避免的晃动能量，将其转变成电能，在不需要外界提供额外能量的前提下，达到自动供电的效果；本发明采用铷铁硼磁铁代替传统的铝镍钴磁铁，在结构尺寸很小的前提下，能大大增加磁场强度以及磁通密度，从而产生更强大的电能，完全可以满足提醒电路的耗电需要。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为提醒电路原理图；

图4为体位开关的结构示意图。

图中各标号分别表示为：1、粘结层，2、电路板，3、弹簧，6、永磁体，7、壳体，10、玻璃容器，10-1、导电液，10-2、下电极，10-3、上电极，L、线圈，UR、桥式整流电路，C1、第一电容，C2、第二电容；R、电阻，K、体位开关，IC、音乐芯片，T、三极管，SP、扬声器，UR、桥式整流电路。

具体实施方式

由图1至图4所示的实施例可知，本发明包括长条状(或圆形)的壳体7、固定在壳体7内后侧面上的永磁体6、四个分别固定在永磁体6两个磁极上的弹簧3、电路板2和体位开关。所述提醒电路包括线圈L、桥式整流电路UR、第一电容C1、体位开关K、音乐芯片IC、三极管T和扬声器SP；所述弹簧3将电路板吊挂在磁极上；所述电路板2的左右两侧边分别设置在滑槽4内，限制其自由度；永磁体6采用U形永磁体，线圈L设置在永磁体6内侧。

桥式整流电路UR的两个输入端分别接在线圈L的两端，第一电容C1连接在桥式整流电路UR的两个输出端，所述第一电容C1为滤波电容。音乐芯片IC的接地端接地，所述音乐芯片IC的输出端接三极管T的基极；所述扬声器SP接在音乐芯片IC的电源端与三极管T的集电极之间；所述三极管T的发射极接地。

所述体位开关K包括玻璃容器10，在玻璃容器10底部设有下电极10-2，导电液10-1封装在玻璃容器10内的下部，在导电液10-1的液面上方设有上电极10-3。

本发明在提醒电路中增设延时电路，延时电路的作用是延迟触发报警的时间，避免偶尔倾斜即马上报警。所述延时电路包括电阻R和第二电容C2，调节其数值可改变延迟时间。所述电阻R与第二电容C2串联后接在音乐芯片IC的电源端与接地端之间，所述电阻R与第二电容C2的节点接音乐芯片IC的触发端。

如图1所示，本发明的电能是由线圈相对永磁体运动切割磁力线而产生的。磁是电之母，本发明利用线圈切割磁力线而产生电流。钕铁硼磁铁具有高磁场强度，线圈设置在电路板上，电路板通过弹簧悬挂在壳体内，由于弹簧的伸缩而处于运动中，线圈相对钕铁硼磁铁作切割磁力线运动并在导体中会产生电流。对于线圈来说，磁力线要切割导线运动，则线圈内磁力线的数量(磁场强度)必然发生改变，在这过程中，闭合线圈由于内部磁场改变而产生电流。本发明由第一电容C1储存电能，用于平滑供电电压的脉动。

图4表示的是体位开关K的结构示意图，当使用者戴在身上时，若使用者体位倾斜超过限定角度，则提醒电路接通并发出声音提示。上电极10-3为半环形导电片，它与导电液10-1液面高低决定提醒装置进行报警的体位倾斜角度，一般设计为20°-40°。如图2所示，当体位开关K检测到身体倾斜超出规定角度极限时，即接通提醒电路，由扬声器SP发出声音提醒使用者纠正坐姿。

扬声器SP可选用压电陶瓷片；音乐芯片IC可选用型号为D9561、K9561、HL169B的音乐芯片；三极管T可选用普通三极管；体位开关K的导电液体为水银；U形永磁体6为钕铁硼磁铁；扬声器SP为压电陶瓷片；永磁体6的数量为两个，分别利用粘结层1将其固定在壳体7的上部和下部；所述线圈L也为两个，分别固定在电路板2上、并与U形永磁体6的内侧相对应。

本发明中的壳体7可采用适合小学生别在衣服上的条形校徽的形状，也可采用圆形或椭圆形作为装饰性徽章。本发明所用的元器件很少，音乐芯片、三极管、线圈和磁铁体积都很小，体位开关也可做成直径几毫米的微型，磁铁采用钕铁硼也能够做成微型，将上述元器件安装在校徽壳体内是完全可行的。

本发明中的体位开关在做成直径几毫米的微型时，为了防止因内壁吸附效应造成电极接通角度误差，本发明采用硅氧烷共聚物溶液涂覆在体位开关内壁上，可以有效解决这一问题，本发明中的硅氧烷共聚物溶液包括4-5％硅氧烷共聚物、硼砂0.1-0.2％以及水混配成的溶液；所述硅氧烷共聚物由二甲基硅氧烷单元和甲基-聚氧亚烷基单元共聚制成。

本发明设计巧妙，只要学生携带在身上，即处于监测状态，当学生体位正确或从身上取下时，提醒电路断开。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的其他实施方式，凡对本发明的等同修改或替换，均应包含在本发明的保护范围之内。