一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置及其课桌的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置及其课桌，该装置装于已将课桌桌面改成活动桌面的课桌桌面上，该装置通过光电传感器是否被学生作业时低下的头部遮挡以决定其常开电路的导通/截止，来控制其电机的启动/停止，并由电机带动其上的凸轮、偏心轮、偏心轴、曲轴及另一种振动电机等几种机构中任一种机构的可移动杆的上下振动来带动活动桌面的振动。如发生学生近视距离作业时，该装置中的近视距预示装置会发出微弱提醒信号，之后，如学生近视距低下的头部仍未抬起，则电机启动，可移动杆带动桌面振动，导致其上的书、本子上的字看不清楚或读写操作极不方便，此时，学生只好抬高头部作业，因而可预防学生近视眼的发生。
【专利说明】一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置及其课桌
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于一种装于课桌上的振动装置及其课桌的，更具体地说，本实用新型是关于一种装于活动的课桌桌面上的并可带动课桌桌面振动的振动装置及其课桌，尤其是一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置及其课桌。
【背景技术】
[0002]据重庆眼镜连锁有限公司收集并披露的资料反映，目前我国青少年近视发病率高达50?60%，在全世界的排名从1998年的第四位上升到1999年的第二位，全国每年因高度近视而失明的患者达130万人。
[0003]眼睛近视对青少年的负面影响是明显的，主要表现在影响学习成绩，这是因为视觉障碍使看、听、说、写等过程的大脑传感记忆思维活动能力降低所致；视力低下也影响身体发育，其原因之一是因视力近视会使体育活动变得不方便，久而久之，会使其逐渐不爱参加体育活动，这对于正处于生长发育时期的青少年必然会影响其身体的发育状况，特别是在其反应的速度甚至营养代谢方面尤为明显，视力近视也会影响到未来择业以至婚姻和后代的体质，例如从2012年高考录取的信息来看，据2012年6月19日(中午)12:00时重庆电视新闻台的新闻报导中说，今年高考的录取工作正全面展开，从考生体检方面看其中因视力问题就有20%的上线考生被淘汰，这就致使这批已上线的考生因而失去了继续读书、深造的机会，在这样为数众多的上线考生中其中可能就不乏有科技、国防甚至体育方面的英才。因其不能受到高等教育，将限制其才能的提升，这不但对于个人，甚至对于国家的人才培养方面都不能不算一个损失，该报导同时也呼吁考生在高考完至参加体检的这段时间内，应如眼科专家指出的，不能超限度地矫治疲惫的眼睛，因这样会导致其对眼球产生不易消除的后遗症。
[0004]在读大学生中很多近视的学生使用隐形眼镜，以为这样就基本等同于不近视的眼睛，其实戴隐形眼镜易在角膜内感染阿拉米巴虫微生物，甚至会导致有一定比例的人因而需植换角膜，据媒体报道，上述情况在英国由此发生的眼部伤害相当突出。但如在配带隐形眼镜前不使用附带的消毒液而采取着重进行常规消毒之后再使用，则眼球内的软组织易发生红肿，甚至有失明的情况发生。并且，戴眼隐形眼镜的运动员在对于冲撞或剧烈运动时均可能造成眼部损伤，很多情况都说明，使用隐形眼镜也不是解决近视眼的出路。
[0005]据中央电视新闻台(13频道)2012年11月5日在题为“挡不住的小眼镜”中的报道，在对北京丰台一小的学生近视情况调查中，相关专家对患近视眼学生的近视率统计为:小学生占22%，中学生占56%，大学生占80%，对于学生近视的成因，专家们研究的结论为主要由两个方面的原因造成的；第I个原因是学生在校学习期间所采用的近距离读、写姿势所致，在该节目中还有对接受采访的学校的曲(音)老师的采访片断，曲老师说:对于上述的学生近距离读写姿势所造成的近视很头疼，也很无奈，好像有眼睁睁地望着她教的学生逐渐近视而毫无办法的感觉；第2个原因是学生在校外方面的，主要是长时间近距离地使用电脑时其近距离的电脑显示屏对其眼睛的损伤。[0006]如上所述，二种近视的原因基本上为同一的近距离用眼的原因，也就是说，如要预防学生近视的成因的形成，只有有效地阻止学生上述的近距离的用眼姿势的发生，但人的姿势从某种角度上讲也是一种习惯，而习惯一旦形成，就不易改掉，例如即使由学生家长或老师一对一的阻止学生近距离的读写姿势，欲使其达到对于放在课桌上的书或作业本保持正常的视距，以免逐渐养成不正确的姿势习惯而致眼睛最终近视，也不一定会真正凑效，只会有如上述的丰台一小的曲老师似的头疼的感觉，何况在学习中基本上不具备有一对一的阻止其习惯姿势的条件，且学生近距离的读写作业，除了眼睛要受损伤外，作业是可以完成的，不会引起各方面太大的反响。由于人为阻止(近视距)不良姿势不易操作，不能持久，而与学生作业时有关的文具、课桌、椅子又不具备矫姿的功能，因而也就无可避免地形成了学生时代最易患近视眼，形成了目前的在校生患近视眼的比率非常高的现状。
实用新型内容
[0007]为此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置及其课桌，它可以纠正学生在课桌上作业时的近距离的读、写姿势，在如已发生上述姿势又不主动纠正的情况下，该装置会在很短的时间内将置于课桌桌面上的书，作业本上的字迹变的看不清楚，或使学生的读写操作极不方便，以致到无法进行的程度。也即是会发生不可能有再继续作业下去的条件，因而只好抬起头部将其视距调致正常视距，才能再进行作业，这一矫姿过程就消除了学生因近视距离作业而最终将患近视眼的成因，或已患有近视眼又加重其近视程度的成因。
[0008]本实用新型可通过下述技术方案予以实现。
[0009]本实用新型的视距限制装置的一种技术方案包括:电机、导向槽、3个时间继电器、近视距预示装置、光电传感器、弹性物质接触构件、电源开关、电池1、电池I1、机壳、所述光电传感器的电源端子与电源开关、电池II电连接，其常开触点的两个端子与电池II，时间继电器I的线圈端子电连接；所述时间继电器I的常开触点与电池II，时间继电器I1、时间继电器III的线圈端子电连接；所述时间继电器II的常开触点与电池I1、近视距预示装置电连接；所述时间继电器III的常开触点与电池1、电源开关、电机电连接；它还包括一个使可移动杆作往复直线运动的装置。该种技术方案可由凸轮机构装置、带有偏心轴的转轮机构装置、偏心轴机构装置和曲轴机构装置等几个实施方式来实现其可移动杆的往复直线运动、现分述如下:
[0010]在凸轮机构装置中作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的凸轮及可移动杆、轴承和弹簧组成，所述可移动杆为顶杆，所述凸轮的回转中心安装孔与电机旋转轴连接，所述顶杆与导向槽呈滑配合，安装于顶杆下端的轴承的外径与所述凸轮的曲线轮廓相接触，在顶杆下端与所述导向槽之间设置有弹簧，所述轴承的内径与所述顶杆的下端相连接，所述顶杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0011]在带有偏心轴的转轮机构装置中，作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的带有偏心轴的转轮及可移动杆、摇杆和轴承组成。所述转轮的其中一个端面设置有偏心轴，在转轮的另一个端面的圆心处设置有安装孔，电机旋转轴与其连接或与安装于安装孔上的轴套类构件相连接，所述可移动杆与导向槽呈滑配合，所述摇杆的下端镶嵌有轴承或轴套，所述轴承或轴套与所述偏心轴相连接，所述摇杆的上端与可移动杆的下端呈活动连接，所述可移动杆的上端伸出机壳，并与弹性物质接触构件相连接。
[0012]在另一种的带有偏心轴的转轮机构的装置中，作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的带有偏心轴的转轮及摇杆和轴承组成，所述摇杆的上部分为可移动杆，下部分为摇杆，两部分固定连接。所述转轮的其中一个端面设置有偏心轴，在转轮的另一个端面的圆心处设置有安装孔，电机旋转轴与其连接或与安装于安装孔上的轴套类构件相连接，所述摇杆上部分置于导向槽之内并与之呈滑配合，其下部分镶嵌有轴承或轴套并与所述偏心轴相连接，所述摇杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0013]在偏心轴机构装置中作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的偏心轴及摇杆、可移动杆和轴承组成，所述偏心轴同轴线的圆柱体端面圆心处设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述可移动杆与导向槽呈滑配合，所述摇杆的下端镶嵌有轴承或轴套并与所述偏心轴的偏心的圆柱体连接，所述摇杆的上端与可移动杆的下端呈活动连接，所述可移动杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0014]在另一种偏心轴机构装置中，作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的偏心轴、摇杆和轴承组成，所述摇杆的上部分为可移动杆、下部分为摇杆，两部分固定连接。所述偏心轴同轴线的圆柱体端面圆心处设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述摇杆上部分置于导向槽之内并与之呈滑配合，其下部分镶嵌有轴承或轴套并与所述偏心轴的偏心的圆柱体连接，所述摇杆的上部分(可移动杆)伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0015]在曲轴机构装置中作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的曲轴及连杆、可移动杆、轴承或轴套和其轴承座组成，所述曲轴同轴线一端的圆柱体的端面设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述可移动杆与导向槽呈滑配合，所述连杆的下端镶嵌有轴承或轴套与所述曲轴呈曲拐的轴体连接，所述连杆的上端与可移动杆的下端呈活动连接，所述曲轴同轴线另一端的圆柱体与轴承或轴套连接，其轴承或轴套固定于轴(套)承座之内，所述可移动杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0016]在另一种曲轴机构装置中，作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的曲轴及连杆、轴承或轴套和轴承座组成，所述连杆的上部分为可移动杆，下部分为连杆，两部分固定连接，所述曲轴同轴线一端的圆柱体的端面设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述连杆的上部分置于导向槽内并与其呈滑配合。所述连杆的下部分镶嵌有轴承或轴套与所述曲轴呈曲拐的轴体连接，所述曲轴同轴线另一端的圆柱体与轴承或轴套连接，其轴承或轴套固定于轴(套)承座之内，所述连杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件相连接。
[0017]本实用新型的视距限制装置的另一种技术方案包括:
[0018]电机、可移动杆、导向槽、销连接构件，振动方向导向构件、弹簧、甩锤、3个时间继电器、近视距预示装置、光电传感器、弹性物质接触构件、电源开关、电池1、电池I1、机壳，并且所述电机为旋转轴从其机壳的两个端面伸出的双轴电机，其双轴上各固有甩锤，在电机机壳的下方与底板之间固有弹簧，在电机机壳侧方固有振动方向导向构件，并与之呈松动配合，在电机机壳的上方与之呈销连接的有可移动杆的下端，所述可移动杆与导向槽呈滑配合，可移动杆的上端伸出机壳并与弹性物质接触构件连接。所述光电传感器的电源端子与电源开关、电池I1、电连接、其常开触点的两个端子与电池I1、时间继电器I的线圈端子电连接，所述时间继电器I的常开触点与电池I1、时间继电器I1、时间继电器III的线圈端子电连接，所述时间继电器II的常开触点与电池I1、近视距预示装置电连接，所述时间继电器III的常开触点与电池1、电源开关、电机电连接。
[0019]上述的可使课桌桌面发生振动的视距限制装置，是作用于课桌桌面的，因而，原课桌需改进为具有活动功能的课桌桌面，需要将原课桌桌面与其箱体侧壁的紧固连接件改成一侧桌面与其箱体侧壁的连接件为活动连接件，那么在另一侧(右侧)桌面与其箱体侧壁的连接件为可调行程距离的扣件即可，或者也可在整个课桌桌面上，分为固定桌面部分和活动桌面部分的两个部分，并使两部分交接处的连接件采用活动连接件，并在其活动连接件向右方向的桌面边缘，固有可调行程距离的扣件，该侧与视距限制装置的弹性物质接触构件相接触。
[0020]本实用新型视距限制装置的有益效果是:
[0021]1、由于在本实用新型的装置中采用了凸轮机构、带有偏心轴的转轮机构(偏心轮)、偏心轴机构、曲轴机构和振动电机的电机轴上的甩锤装置，当它们在启动电机，在其旋转轴的带动下，会使从动件(或加一个传动机构的中间节)可移动杆作往复运动，又由于在导向槽的导向作用下，可移动杆可作往复直线运动。其上部通过弹性物质接触构件与课桌桌面的一侧(通常在右侧)相接触，如可移动杆作快速往复直线运动——振动，课桌桌面会在其带动下也发生快速振动运动，此种振动就会使摆放于其上的书、本子也发生振动，也即是会使书本上的字变得模糊不清，这样，学生就没有了继续阅读、书写时必须要看清字迹的这一必要条件；或使学生读写姿势不易操作，因而只好抬高头部，恢复致正常视距，课桌桌面的振动才会停止，此时书本上的字迹才能看清、读写才好操作。这一过程是由本装置中的可移动杆在电机的带动下完成的，其电机的启动是由光电传感器决定的，光电传感器如被物体(包括人头)摭挡，可发生其截止电回路的导通，因而可将其设置在距离学生头部不能小于25厘米一 33厘米(视年龄而定)的距离上，同时，电路设计中又有在电机启动前会发生预示装置的启动，可以的声音(如蜂鸣器)或光亮(弱光启辉)提醒近视距读写的学生数秒之后，再启动电机。这样，将会在很短的数天内，便可使学生形成条件反射:如装置发出了蜂鸣声即预示着在数秒钟之后，课桌桌面会发生振动，并使其上的书、本子上的字看不清或读写无法进行，如当即马上抬高其头部离远近距离的书本，其课桌桌面的振动就不会发生，这对于有伏于课桌上近距离读写作业习惯的学生来说，这种桌面振动是无法抗拒的，同时也不会对其有任何微小程度的危害，因而学生会主动地避免过度地近视距离作作业，以避免桌面振动。如使用部分桌面振动来解决学生的近视距作业亦有基本相同的效果，在部分活动的桌面和固定桌面的划分比例中，固定桌面要占大部分面积，在其上可摆放书、作业本。但对于现有的课桌的桌面来说其面积还是要小许多，这已经是很不方便，如在部分活动课桌桌面振动时，其上的书、作业本或许会发生短暂的振动(因其可能被学生移至固定桌面上)就算又出现了书上的字可看清，但学生作业时注视书本的目光还是会无可避免的看到活动桌面的振动，这已经是非常不协调可至无法继续阅读的程度，何况如在握笔写字时，握笔的手的前臂放于活动桌面上会随着其振动一起振动，这是必须停止的，否则无法写字，如要写悬肘的字，将会使书写放慢，动作也很不方便。上述的情况也会促使学生放弃近视距离写作业，而采取正常视距进行作业，只有这样，才能方便自如地进行读写，因而也会发生对学生近视距作业姿势有矫姿的作用。
[0022]从而就可终止其近距离作业的习惯，也就是说可使解决学生习惯性近视距作业这一无法解决的问题成为可能，也即是从根本上将在校读书方面所容易形成近视眼的原因予以消除，因而能有效地预防学生近视眼的发生。
[0023]而现有的课桌均不具备有矫正学生近视距读写作业的功能，这就致使学生在其上写作业时可采取与其书本任意距离的姿势，也致使从小学到大学近视率越来越高，老师和家长即使欲以养成学生正常视距的读写姿势来抗拒其近视的形成，也都是力所不及，爱莫能助的。
[0024]2、本装置在其振动启动之前的预示装置发出的信号是设置成只限本坐位的学生能听到(看到)，邻坐的同学是听(看)不到的，如在其随后即使出现了桌面的振动，因接触课桌一侧的弹性物质接触构件具有较好的弹性，又因该装置的结构简单、紧凑、而桌面又接触了弹性物质，因而振动的声音会很小的，正常的情况下，时间上只会发生在数秒钟之内，学生会立即抬高其头部，使其振动停止，振动的声音也即会消失，何况，如上所述，学生会在很短的几天之内就形成条件反射，只要听到蜂鸣声马上会抬高头部，不用等到桌面振动再抬高头部，因而桌面振动就可不发生。综上所述，该装置在预防学生近视的同时，不会影响教学秩序，并且，由于教室内不可出现随便伏桌现象，课堂纪律会显得更好，因而有利于教学工作的进展。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]下面结合实施方式及附图，详细描述本实用新型的视距限制装置。
[0026]图1为本实用新型的凸轮机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0027]图2为本实用新型的带有偏心轴的转轮机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0028]图3为图2所示带有偏心轴的转轮机构中去掉主动件与从动件之间的中间节的带有偏心轴的转轮机构的工作原理的局部剖结构示意图。
[0029]图4为本实用新型的偏心轴机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0030]图5为图4所示偏心轴机构中去掉主动件与从动件之间的中间节的偏心轴机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0031]图6为本实用新型的曲轴机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0032]图7为图6所示曲轴机构中去掉主动件与从动件之间的中间节的曲轴机构工作原理的局部剖结构示意图。
[0033]图8为本实用新型的振动电机工作原理示意图，其中电机的双轴上固有的甩锤处于中心对称位置。
[0034]图9为本实用新型装于其课桌箱体右侧处侧壁上的透视图，其中也示出了活动桌面为全部的桌面及同侧的可调行程的扣件。
[0035]图10为本实用新型装于其课桌箱体右侧内侧壁上的透视图，其中也示出了左侧箱体与其桌面之间的活动连接件。
[0036]图11为本实用新型装于其课桌箱体右侧外侧壁上的透视图，其中也示出了活动桌面为部分的桌面及同侧的可调行程的扣件。
【具体实施方式】
[0037]图1为本实用新型视距限制装置的凸轮机构工作原理结构示意图，其机械结构为:电机I的旋转轴上连接凸轮11的回转中心安装孔，(间接)顶住桌面的可移动杆为顶杆，顶杆2上部分置于导向槽3内并与之呈滑配合，安装于顶杆2下端的轴承12的外径与凸轮的曲线轮廓相接触，并在顶杆2下端与导向槽3下端端部设置有弹簧55，轴承12的内径与顶杆下端相连接，其顶杆2的上端伸出机壳6，并在其顶端与弹性物质接触构件34下端相连接，弹性物质接触构件34的顶端顶在安装该装置的课桌36的桌面43 (45)右侧边下方(参看图9、图11)读装置机壳6的侧边还有一个可泄出预示信号(声音或光亮)的泄出孔35。从图1中可以看出视距限制装置中有时间继电器17，时间继电器1137，时间继电器11138，近视距预视装置8，电源由电池19和电池IIlO提供，有电源开关5与及光电传感器4。电回路连接为:光电传感器4的电源端子与电源开关5，电池IIlO电连接，掀动电源开关5，则光电传感器处于工作状态，它的常开触点的两个端子与电池1110，时间继电器17的线圈端子电连接，时间继电器17的常开触点与电池1110，时间继电器1137，时间继电器III38的线圈端子电连接；时间继电器1137的常开触点与电池1110，近视距预示装置8电连接，时间继电器ΠΙ38的常开触点与电池19，电源开关5，电机I电连接。 [0038]当光电传感器4若被近视距作作业时过度低下头部的学生的头部遮挡，由于上述的电回路连接，近视距预示装置8则发出可以是声音或光亮的信号，其信号的时间预设在4秒左右为宜。其信号发完后，如学生向下低下的遮挡光电传感器4的头部仍没有向上抬起，则电机I即开始启动，电机启动时间可设置3秒至十几分钟，使安装于其轴上的主动件凸轮11开始围绕基础圆转动，此时与其曲线轮廓力销合的从动件顶杆2可从最低点在其推程的作用下上升到最高点，接着又会在其回程中降到最低点，之后又快速升到最高点……，这种作快速往复直线运动的上升，下降的循环动作的作用是将其顶杆顶端连接的弹性物质接触构件34在其升程过程中(参看图9、图11)会将桌面43(45)的右侧边向上方顶起，在之后又出现的回程中，从动件顶杆2又回到最低点，使弹性物质接触触构件34所顶住的桌面43、
(45)从向上方面又回降到原点，在凸轮11快速连续回转时，顶杆2作的重复升一(停)一降一(停)的运动循环、其作用实际上是没有停歇的上下循环，其行程可由凸轮的轮廓曲线设定，这样会形成，在顶杆2之上的弹性物质接触构件顶住的桌面43(45)作快速上下振动时，此振动会使桌面上放置的书、本子上的字变得无法看清楚或读写的姿势不易操作，也即形成了如欲再继续低头作作业，已没有读写的条件了，在这种情况下，只好将低下的头部抬高一些，此时，头部如不再遮挡光电传感器4同样由于上述电回路的连接，光电传感器4的常开触点由于其截止而形成其常开触点的恢复常开，也就最终致使它所连接的时间继电器的线圈因断电而停止其工作，继而就实现桌面43(45)即刻可停止振动，这种强制性的提醒只要多出现几次后，就会使学生明白，在安装有该装置的课桌上以近视距读写作业是不可能的，(当然该装置安装有电源开关5，如在不需该装置启动时可关掉开关)致此已可完成对于学生近视距读写作业的强制性提醒，在绝大多数的情况下，学生的近视距读写姿势会在近视距预示装置8发出的信号时间内终止。
[0039]图2、图3为本实用新型视距限制装置的带有偏心轴的转轮机构工作原理结构示意图。图3为图2所示带有偏心轴转轮机构中去掉主动件与从动件之间的中间节的带有偏心轴的转轮机构的工作原理结构示意图。
[0040]其中图2所示的带有偏心轴的转轮，因有一中间节起传动机构作用，它可使导向槽51与可移动杆44的滑配合有较大的接触面积，可移动杆的往复直线运动可不出现摆动。图3所示的带有偏心轴的转轮去掉其中间节，使带有偏心轴的转轮为主动件，摇杆及与其紧固成一体的可移动杆为从动件，在此结构中，从动件可有轻微的摆动，因而其上部分的与导向槽51的接触中，其接触面积宜较小，除此之外，图2，图3所示的带有偏心轴的转轮机构的工作原理是相同的，故合并叙述:
[0041]其机械结构为:它由安装于电机旋转轴上的带有偏心轴的转轮15与可移动杆44、摇杆16、导向槽51和轴承13所组成，在转轮15的一个端面设置有偏心轴14，在转轮的另一个端面的圆心处设置有安装孔，使其与电机I旋转轴连接，可移动杆与导向槽呈滑配合，在摇杆16的下端镶嵌有轴承或轴套13，与上述的转轮上的偏心轴14相连接，在摇杆的上端与可移动杆的下端或呈活动连接(参看图2)，或呈固定连接(参看图3)，如呈固定连接则摇杆与可移动杆成为一体，即上部分为可移动杆，下部分为摇杆。可移动杆的上端伸出机壳6，并与弹性物质接触构件34相连接，弹性物质接触构件34的顶端顶在安装了该装置的课桌36的桌面43(45)右侧边下方(参看图9、图11)，该装置机壳6的侧边有信号泄出孔35。从图2、图3中示出，其所布置的电器零部件与图1中的凸轮机构所布置的电器零部件完全相同，其电路的连接与凸轮机构的电路连接也完全相同，因而电器零部件所起的作用也完全相同，即若当光电传感器4被近视距作作业的学生头部遮挡，则近视距预示装置8发出预示信号，其信号可以是声音、光亮或其他能有效提醒的弱信号，信号时间在4秒左右为宜，在其信号发完后，如学生向下低下遮挡光电传感器4的头部仍没有向上抬起，则电机I即开始启动，启动的时间由时间继电器ΠΙ38设置在3秒钟至十几分钟，使安装于其轴上的带有偏心轴14的转轮15高速转动，当主动件转轮上的偏心轴14作向桌面43(45)远距离方向的转动运动，并转到与课桌箱体上缘最远的距离时，执行机构的从动件(或通过传动机构的中间节)可移动杆在其作的运动中，可使连接于其上的弹性物质接触构件34处于与课桌箱体上缘齐平的位置，此时，活动的课桌桌面处于平放位置。反之，当转轮上的偏心轴14由于转动而继续作桌面43(45)近距 离方向的转动运动并转到与课桌箱体上缘最近的距离时，则会使执行机构之上的弹性物质接触构件34处于高于课桌箱体上缘，也即是会形成将课桌桌面43 (45)向上方顶高的位置，如此快速反复，执行机构可移动杆(在导向槽的限位作用下)即作往复直线运动，使课桌桌面发生升一降一升……的快速循环运动，即振动运动，此振动会使桌面上放置的书，本子上的字迹变得无法看清楚，也即形成了如欲再继续低头作作业，已无看清字迹的必要条件或读写姿势不易操作，在这种情况下，只好将低下的头部抬高一些，此时，头部如不再遮挡光电传感器4，由于电路相同于凸轮机构的电路。故同样即刻会实现课桌桌面振动的停止，致此已完成了对于学生(在课桌上)近视距作业的强制性提醒。
[0042]图4、图5为本实用新型视距限制装置的偏心轴机构工作原理结构示意图。图5为图4所示偏心轴机构中去掉主动件与从动件之间的中间节的偏心轴机构工作原理结构示意图。其中图4所示的偏心轴机构有一中间节起传动机构作用。它可使导向槽52与可移动杆47的滑配合有较大的接触面积，可移动杆47的往复直线运动可不出现摆动。图5所示的偏心轴已去掉中间节,使偏心轴17为主动件，摇杆19及与其紧固成一体的可移动杆为从动件，在此结构中，从动件可有轻微的摆动，因而其上部分与导向槽52的接触中，其接触面积宜较小，除此之外，图4、图5所示的偏心轴机构的工作原理是相同的，故合并叙述:
[0043]其机械结构为:它由安装于电机旋转轴上的偏心轴17，摇杆19、可移动杆47、导向槽52和轴承42组成，在偏心轴17的圆柱体20端面圆心处有安装孔与电机I旋转轴连接，可移动杆47与导向槽52呈滑配合，摇杆19的下端镶嵌有轴承或轴套(42)，并与偏心轴的偏心的圆柱体18连接，在摇杆的上端与可移动杆的下端或呈活动连接(参看图4)或呈固定连接(参看图5);如呈固定连接则摇杆与可移动杆成为一体，即上部分为可移动杆、下部分为摇杆，可移动的上端伸出机壳6，并与弹性物质接触构件34相连接，弹性物质接触构件34的顶端顶在安装了该装置的课桌36的桌面43(45)的右侧边下方(参看图9图11)该装置机壳6的侧边有信号泄出孔35。从图4、图5中示出，其所布置的电器零部件与图1中的凸轮机构所布置的电器零部件完全相同，其电路的连接也与凸轮机构的电路连接完全相同，因而电器零部件所起的作用也完全相同，即若当光电传感器4被近视距作业的学生头部遮挡，则近视距预示装置8发出预示信号，如在其信号发完后，学生向下低下的头部仍未抬高，则电机I启动，可使安装于其轴上的偏心轴17高速转动，当偏心的圆柱体18作向桌面43(45)远距离方向的转动运动，并转到与课桌箱体上缘最远的距离时，执行机构的从动件(或通过传动机构的中间节)可移动杆在其作的运动中，可使连接于其上的弹性物质接触构件34处于与课桌箱体上缘齐平的位置，此时，活动的课桌桌面处于平放位置。反之，当偏心的圆柱体18由于偏心轴的转动而继续作向桌面43(45)近距离方向的转动运动，并转到与课桌箱体上缘最近的距离时，则会使其执行机构之上的弹性物质接触构件34处于高于课桌箱体上缘，也即是会形成将课桌桌面43 (45)向上方顶高的位置，如此快速反复，使课桌桌面发生升一降一升……的快速循环运动，即振动运动，此振动的课桌桌面对于低头近视距作作业的学生所起的作用与上述带有偏心轴的转轮机构(偏心轮)在启动时所起的作用完全相同，同样，如学生此时抬高低下的头部，课桌桌面即会停止振动，其对于近视距作业的学生的矫姿作用也完全相同。
[0044]图6、图7为本实用新型视距限制装置的曲轴机构工作原理结构示意图，图7为图6所示曲轴机构中去掉主动件与从动作之间的中间节的曲轴机构工作原理结构示意图，其原理与上述的带有偏心轴的转轮机构和偏心轴机构完全相同，故图6、图7所示的曲轴机构的工作原理是相同的，故合并叙述。
[0045]其机构结构为:它由安装于电机旋转轴上的曲轴22、连杆21、可移动杆48、导向槽53、轴承或轴套28、26和其轴承座27组成，在曲轴22同轴线一端的圆柱体23的端面的安装孔与电机I的旋转轴连接，可移动杆与导向槽53呈滑配合，在连杆21的下部分镶嵌有轴承或轴套28，与曲轴呈曲拐的轴体24连接，而曲轴同轴线另一端的圆柱体25与轴承或轴套26连接，其轴承或轴套26固定于轴(套)承座27内，在连杆21的上端与可移动杆的下端或呈活动连接(参看图6)或呈固定连接(参看图7)，如呈固定连接则连杆与可移动杆成为一体，即上部分为可移动杆，下部分为连杆，可移动杆的上端伸出机壳6，并与弹性物质接触构件34相连接。弹性物质接触构件34的顶端顶在安装了该装置的课桌36的桌面43 (45)的右侧边下方(参看图9、图11)，该装置机壳6的侧边有信号泄出孔35。从图6、图7中示出，其所布置的电器零部件与图1中的凸轮机构布置的电器零部件完全相同，其电路的连接也与凸轮机构的电路连接完全相同，因而电器零部件所起的作用也完全相同，即若当光电传感器4被近视距作业的学生头部遮挡，则近视距预示装置8发出预示信号，如在其信号发完后，学生向下低下的头部仍未抬高，则电机I启动，可使安装于其轴上的曲轴22高速转动，当曲轴的呈曲拐的轴体24作向桌面43 (45)远距离方向的转动运动，并转到与课桌箱体上缘最远的距离时，执行机构的从动件(或通过传动机构的中间节)可移动杆在其作的运动中，可使连接于其上的弹性物质接触构件34处于与课桌箱体上缘齐平的位置，此时，活动的课桌桌面处于平放位置，反之，当呈曲拐的轴体24由于曲轴的转动而继续作向桌面43(45)近距离方向的转动运动，并转到与课桌箱体上缘最近的距离时，则会使其执行机构之上的弹性物质接触构件34处于高于课桌箱体上缘，也即是会形成将课桌桌面43(45)向上方项高的位置，如此快速反复，使课桌桌面发生升一降一升……的快速循环运动，即振动运动。此振动的课桌桌面对于低头近视距作业的学生所起的作用与上述的凸轮、带有偏心轴的转轮(偏心轮)、偏心轴等机构在启动时所起的作用完全相同，同样，如此时学生抬高低下的头部，课桌桌面即会停止振动，其对于近视距作业的学生的矫姿作用也完全相同。
[0046]图8为本实用新型视距限制装置的有振动功能的振动电机机构结构示意图，其机械结构为:所述电机29为旋转轴从其机壳的两个端面伸出的双轴电机,在电机29的双轴上各固有甩锤(30),在电机机壳的下方与底板32之间固有弹簧33,在电机机壳侧方固有振动方向导向构件31,并与电机机壳呈松动配合；在电机机壳的上方，固有与可移动杆49销连接的构件50，并与可移动杆49的下端形成销连接，所述可移动杆49与导向槽54呈滑配合，可移动杆49的上端伸出机壳6，并与弹性物质接触构件34连接；所述弹性物质接触构件34的顶端顶在安装了该装置的课桌36的桌面43(45)的右侧边下边，(参看图9、图11)，该装置机壳6的侧边有信号泄出孔35。从图8中示出，其所布置的电器零部件与图1中的凸轮机构布置的电器零部件完全相同，其电路的连接也与凸轮机构的电路连接完全相同，因而电器零部件所起的作用也完全相同，即当光电传感器4被近视距作业的学生头部遮挡，则近视距预示装置8发出预示信号，如在其信号发完后，学生向下低的头部仍未抬高，则电机29启动，该电机为电机轴从其两个端面伸出的双轴电机，其双轴上固有甩锤30，其甩锤会随着电机的高速旋转而呈高速的圆周甩动，但电机29的侧边因固有振动方向导向构件31因而形成对电机有因甩锤的动能向其侧边力的限位，再加上在电机下方的弹簧33对于该甩锤形成的动能的储能，故甩锤的甩动所形成的动能只能向电机29的上方发挥，使电机机身在高速旋转中向上方发 力，同样由于电机机壳下固有弹簧33,可限制其向上方方向的行程，又能对于其向下方方向的力进行储能和限位，同时又由于电机高速旋转并带动甩锤高速旋转，由于上述原因，因此所形成的径向力方向的快速变换，因而电机29的机壳会出现上下跳动的振动，又因为固定在电机机壳上方的与可移动杆49销接的连接构件50将可移动杆49销连接在电机机壳的上部，由此电机29的上下振动会带动可移动杆49的上下振动，所述可移动杆49又在导向槽54的限位作用中，其振动就为快速往复直线上下运动，其顶端顶住的弹性物质接触构件因其顶在课桌36即活动桌面43(45)右侧边下方，故会引起活动桌面的上下振动。此振动会使桌面上放置的书、本子上的字迹变得无法看清楚。或读写姿势不易操作，如上所述此桌面(包括部分桌面)的振动。对于有伏于课桌上近距离读写作业习惯的学生来说，是无法抗拒的，因为无法再继续将作业写下去，因而只好抬起向下近距离看书(写字)的头部，将其近视距读写姿势矫正成正常视距的读写作业姿势。这也就能将因近视距读写作业导致其眼睛近视的成因消除，故可预防学生在校期间眼睛近视的发生，在学生将近视距变为正常视距的作业姿势后，课桌桌面又会回复到原有的课桌桌面的状态，此过程虽然通常应在几秒钟内转换完成，但却可以养成学生的正常视距作业的姿势习惯。
[0047]图9、图10为本实用新型装于其课桌上的透视图，其中示出右侧的可调行程的扣件，它可决定课桌桌面与其箱体上缘的开合程度。图10示出了左侧的课桌箱体与其桌面的活动连接件，也示出了活动桌面为全部的桌面及可装于课桌箱体内的本实用新型。该型课桌适于低年级的学生使用。
[0048]图11为本实用新型装于课桌上的透视图，其中示出右侧的可调行程距离的扣件，也示出了活动桌面为部分的桌面，其固定桌面与活动桌面之间的连接件装于课桌桌面的下方(虚线所示)其上方应保持光滑平整。该型课桌适于高年级的学生使用。
[0049]上述的课桌如为以左手写字的学生使用(左撇子)，则本实用新型可装于课桌的左侧，其扣件和活动连接件也相应的安装在与右侧装机的对侧相同的方位上。
[0050]图9、图10、图11的课桌透视图中附图标记4为本实用新型的光电传感器，40为其安装角度的调节螺纹，调节完成后可紧固其螺纹，使其光电传感器对于向斜前上方的感应方向为:如学生头部低向桌面的距离超过正常视距(25厘米-33厘米视年龄而定)则光电传感器被遮挡，可做出前述的反应。
[0051]光电传感器调试完成后，应在其上以螺纹安装保护罩(图中未画出)，以保证其位置的准确性和隐蔽牢固性。
[0052]光电传感器4也可安装于其他的位置上，如课桌侧边或从椅背上加装支持柄，定位于头部的侧面，上方均可，但必须符合对于学生头部与其桌面所设定的距离能在其距离变动时有迅速的反映，以能不影响其工作值为前提，并要求安装隐蔽、牢固因这样方可有耐用性。
[0053]本实用新型可装于稍加改动的已生产下线的标准课桌上，因所使用的电器零部件均为现有的成品零部件，故其质量标准是可靠的，又因其用电量极少、极低，各零部件均不可能产生辐射量，故使用中是很安全的，不会对学生产生微小的危害，当然，如在进行此项工作的初期，学生们可能由于感到新奇和对其要求纠正经常随意发生的近视距读、写作业姿势，会给老师以致于家长为此增加一些工作量，但这样安装装置是为了对学生终生眼部健康负责，应要求学生予以配合，嘱其如在近视距预示装置已发出了预示的蜂鸣声后，立即克服近视距作业的习惯，尽快抬高头部，以正常视距的作业身姿，避免桌面振动，预计这一可能增加老师工作量的时期很快就会过去，并走向正轨。这与对于学生免受近视所危害和在各级学校毕业后，要面临的或升学或就业时会有视力正常的身体合格，健康来相衡量，教育工作者在学生矫姿初期所付出的劳动和心血是值得的。
[0054]以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出一些变形，这些也应视为属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置，其特征在于:它包括电机(I)、导向槽、时间继电器I (7)，时间继电器II (37)，时间继电器III (38)、近视距预示装置⑶、光电传感器(4)、弹性物质接触构件(34)，电源开关(5)、电池I (9)、电池II (10)、机壳(6)，所述光电传感器(4)的电源端子与电源开关(5)、电池II(IO)电连接；其常开触点的两个端子与电池II (10)，时间继电器I (7)的线圈端子电连接，所述时间继电器1(7)的常开触点与电池11(10)、时间继电器11(37)、时间继电器111(38)的线圈端子电连接；所述时间继电器11(37)的常开触点与电池II (10)、近视距预示装置(8)电连接；所述时间继电器III (38)的常开触点与电池I (9)、电源开关(5)、电机(I)电连接；它还包括一个使可移动杆作往复直线运动的装置。
2.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装干电机旋转轴上的凸轮(11)，可移动杆、轴承(12)和弹簧(55)组成，所述可移动杆为顶杆(2)，所述凸轮(11)的回转中心安装孔与电机旋转轴连接，所述顶杆(2)与导向槽⑶呈滑配合，安装于顶杆(2)下端的轴承(12)的外径与所述凸轮(11)的曲线轮廓相接触，在顶杆下端与所述导向槽(3)之间设置有弹簧(55)，，所述轴承(12)的内径与所述顶杆(2)的下端相连接，所述顶杆(2)的上端伸出机壳(6)，并与弹性物质接触构件(34)相连接。
3.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的带有偏心轴的转轮(15)、可移动杆(44)、摇杆(16)、轴承(13)组成。所述转轮(15)的其中一个端面设置有偏心轴(14)，在转轮(15)的另一个端面的圆心处设置有安装孔，电机旋转轴与其连接或与安装于安装孔上的轴套类构件相连接，所述可移动杆(44)与导向槽(51)呈滑配合，所述摇杆(16)的下端镶嵌有轴承或轴套(13)，所述轴承或轴 套(13)与所述偏心轴(14)相连接，所述摇杆(16)的上端与可移动杆(44)的下端呈活动连接，所述可移动杆(44)的上端伸出机壳(6)，并与弹性物质接触构件(34)相连接。
4.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的带有偏心轴的转轮(15)、摇杆(16)。和轴承(13)组成，所述摇杆(16)的上部分为可移动杆，下部分为摇杆，两部分固定连接，所述转轮(15)的其中一个端面设置有偏心轴(14)，在转轮(15)的另一个端面的圆心处设置有安装孔，电机旋转轴与其连接或与安装于安装孔上的轴套类构件相连接，所述摇杆(16)的上部分置于导向槽(51)之内并之呈滑配合，其下部分镶嵌有轴承或轴套(13)并与所述偏心轴(14)相连接，所述摇杆(16)的上端伸出机壳(6)并与弹性物质接触构件(34)相连接。
5.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的偏心轴(17)及摇杆(19)，可移动杆(47)和轴承(42)组成，所述偏心轴(17)同轴线的圆柱体(20)端面圆心处设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述可移动杆(47)与导向槽(52)呈滑配合，所述摇杆(19)的下端镶嵌有轴承或轴套(42)并与所述偏心轴的偏心的圆柱体(18)连接，所述摇杆(19)的上端与可移动杆(47)的下端呈活动连接，所述可移动杆(47)的上端伸出机壳(6)并与弹性物质接触构件(34)相连接。
6.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的偏心轴(17)，摇杆(19)和轴承(42)组成，所述摇杆(19)的上部分为可移动杆、下部分为摇杆，两部分固定连接，所述偏心轴(17)同轴线的圆柱体(20)端面圆心处设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述摇杆(19)上部分置于导向槽(52)之内并与之呈滑配合，其下部分镶嵌有轴承或轴套(42)并与所述偏心轴的偏心的圆柱体(18)连接，所述摇杆(19)的上端伸出机壳(6)并与弹性物质接触构件(34)相连接。
7.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直线运动的装置是由安装于电机旋转轴上的曲轴(22)及连杆(21)，可移动杆(48)轴承或轴套(28，26)和其轴承座(27)组成，所述曲轴(22)同轴线一端的圆柱体(23)的端面设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述可移动杆(48)与导向槽(53)呈滑配合，所述连杆(21)的下端镶嵌有轴承或轴套(28)与所述曲轴呈曲拐的轴体(24)连接，所述连杆(21)的上端与可移动杆(48)的下端呈活动连接，所述曲轴(22)同轴线另一端的圆柱体(25)与轴承或轴套(26)连接，其轴承或轴套(26)，固定于轴(套)承座(27)之内，所述可移动杆(48)的上端伸出机壳(6)并与弹性物质接触构件(34)相连接。
8.如权利要求1所述的视距限制装置，其特征在于:所述使可移动杆作往复直接运动的装置是由安装于电机旋转轴上的曲轴(22)、连杆(21)、轴承或轴套(28，26)和轴承座(27)组成，所述连杆上的上部分为可移动杆，下部分为连杆，两部分固定连接。所述曲轴(22)同轴线一端的圆柱体(23)的端面设置有安装孔与所述电机旋转轴连接，所述连杆(21)的上部分置于导向槽(53)内并与之呈滑配合，所述连杆(21)的下部分镶嵌有轴承或轴套(28)与所述曲轴呈曲拐的轴体(24)连接，所述曲轴(22)同轴线另一端的圆柱体(25)与轴承或轴套(26)连接，其轴承或轴套(26)固定于轴(套)承座(27)之内，所述连杆(21)的上端伸出机壳(6)并与弹性·物质接触构件(34)相连接。
9.一种装于课桌上可预防学生近视的视距限制装置，其特征在于:它包括电机(29)，导向槽(54)时间继电器I (7)，时间继电器II (37)，时间继电器III (38)、近视距预示装置(8)、可移动杆(49)、甩锤(30)、弹簧(33)、振动方向导向构件(31)电机机壳与可移动杆之间的销连接构件(50)，光电传感器(4)、弹性物质接触构件(34)、电源开关(5)、电池1(9)、电池II (10)、机壳(6)、并且所述电机(29)为旋转轴从其机壳的两个端面伸出的双轴电机，其双轴上各固有甩锤(30),在电机机壳的下方与底板(32)之间固有弹簧(33),在电机机壳侧方固有振动方向导向构件(31)并与之呈松动配合，在电机机壳的上方固有与其销连接的可移动杆(49)的下端，所述可移动杆(49)在导向槽(54)内，并与之呈滑配合，可移动杆(49)的上端伸出机壳(6)，并与弹性物质接触构件(34)连接，所述光电传感器(4)的电源端子与电源开关(5)，电池II (10)电连接，其常开触点的两个端子与电池II (10)，时间继电器I (7)的线圈端子电连接；所述时间继电器I (7)的常开触点与电池II (10)、时间继电器II (37)，时间继电器III (38)的线圈端子电连接；所述时间继电器11(37)的常开触点与电池II (10)，近视距预示装置(8)电连接；所述时间继电器III (38)的常开触点与电池I (9)，电源开关(5)、电机(29)电连接。
10.一种适合装于如权利要求1-9中任一项所述的视距限制装置的课桌，其特征在于:所述课桌的一部分桌面(45)至全部桌面(43)均可为活动的课桌桌面，在与该装置的弹性物质接触构件(34)相接触的课桌面一侧，其桌面与课桌箱体侧壁之间有可调行程距离的扣件(39)，在与所述该侧桌面(43、45)对侧边缘所连接的构件的连接件为活动连接件(41、46) 。
【文档编号】A47B41/02GK203555347SQ201320544741
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】田盾 申请人:田盾