一种防近视的阅读书架的制作方法

本实用新型属于教育用具技术领域，涉及一种防近视的阅读书架。

背景技术：

读书学习是人们不可缺少的一项活动，尤其学生更是如此。但是在阅读过程中，长时间用眼、眼睛与书本距离过近、阅读环境光线过强或过弱这三种情况十分容易造成阅读者的眼睛疲劳，不加注意很可能会引起近视，尤其是青少年学生更为严重。目前，阅读书架一般有夹紧固定书籍功能，还有一些具备调节书架的倾斜角度和高度功能。

针对防近视书架，经检索发现，中国发明专利（申请号：201410764388.2）公开了一种可监控读书坐姿的读书架，采用安装于读书架面板下部中间的超声波测距模块监测读书距离，使用折叠水平尺监测读书人坐姿是否端正。中国实用新型专利（申请号：201621049444.5）公开了一种放近视阅读书架，在书架座台前侧中间位置装有测距感应头，监测人与座台距离。

可见，常见的防近视书架，采用在书架下侧安装测距探头，能解决读书距离过近的问题，但不能解决其它两种易造成近视的问题。此外由于安装在书架下侧，监测的是书架与阅读者胸部之间的距离，而实际需要监测的应是书架与阅读者头部之间距离，两者之间存在一定偏差。

技术实现要素：

为解决现有技术中的上述不足，本实用新型提出了一种新型的防近视阅读书架。

本实用新型提供的防近视的阅读书架，包括用于固定书本的书架底板，以及与电源连接的继电器开关，所述书架底板具有放书区域，其特征在于:在所述书架底板的放书区域上方装有测距模块、光感模块、带显示屏的定时模块和声音告警模块，在所述书架底板的放书区域内装有用于控制所述继电器开关的感应装置；所述测距模块、光感模块、定时模块和声音警告模块的电源输入端通过继电器开关与电源连接，所述测距模块、光感模块和定时模块信号输出口经电子开关驱动电路分别与声音警告模块的控制口连接。

当感应装置监测到有书放在书架底板上时，随即启动所述的测距模块、光感模块、计时模块和告警模块。

计时模块启动后立即开始计时，同时将计时的读书时间显示在显示屏上；当读书时间大于设定上限时间值时，向告警模块发送时间久告警信号。

测距模块启动后，将实时监测看书者距离书本距离；当监测距离小于设定下限距离值时，向告警模块发送距离近告警信号。

光感模块启动后，将实时监测书架底板附近的光照度；当监测亮度小于设定下限照度值时，向告警模块发送亮度低告警信号；当监测亮度大于设定上限照度值时，向告警模块发送亮度高告警信号。

还有，告警模块针对不同的告警信号发出不同的告警声音。

本实用新型与现有书架相比，能够同时监测阅读时间、阅读距离和阅读环境亮度，及时对长时间用眼、眼睛与书本距离过近、阅读环境光线过强或过弱这三种情况进行告警。其中，测距模块放于书架底板上侧，测量的是头部与书本的距离，数据更加准确。此外，由于使用感应装置，可以实现书本放上之后的自启动功能，无需手动设置，方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型书架结构示意图。

图2为书架的电路部分设计图。

图3为电子开关驱动电路。

图4为带反相的电子开关驱动电路。

图中标号示意如下：

1-书架底板，2-定时模块，3-测距模块，4-光感模块，5-声音告警模块，6-感应装置，7-放书区域。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

图1中的书架主体部分为可以固定书本的书架底板1，中间为放书区域7。在放书区域7上方，即书架底板1上侧装依次装有带显示屏的定时模块2、测距模块3、光感模块4和声音告警模块5。还有在书架底板1的放书区域7内装有感应装置6，用来监测是否有书本放在书架底板1上。

当所述感应装置6监测到有书放在书架底板1上时，随即启动测距模块3、光感模块4、计时模块和声音告警模块5。

其中，计时模块启动后立即开始计时，同时将计时的时间显示在显示屏上，通常显示为两位小时数和两位分钟数，依次时间作为读书时间。当读书时间大于设定上限时间值时，向所述告警模块发送时间久告警信号。其上限时间值一般设置为40分钟至1小时之间。

测距模块启动后，将实时监测看书者距离书本距离；当监测距离小于设定下限距离值时，向所述告警模块发送距离近告警信号。其下限距离值一般设置为25厘米左右。

光感模块启动后，将实时监测书架底板附近的光照度；当监测亮度小于设定下限照度值时，向告警模块发送亮度低告警信号；当监测亮度大于设定上限照度值时，向告警模块发送亮度高告警信号。其下限光照度值一般设置在150Lux左右，上限光照度值一般设置在600Lux左右。

还有，告警模块可以针对不同的告警信号发出不同的告警声音，以便于阅读者了解告警的类型。

作为本实用新型的进一步限定，感应装置也为测距模块，当测量的距离极小时，则判定有书放在书架上。

为实现上述技术方案，各个模块的选型与电路设计说明如下：

定时模块选用深圳粤豫电子科技公司的YYC-2S型延时继电器模块。该模块定时时间通过按钮调整，并在数码管上显示，定时时间一到，继电器动作，可以输出时间久告警信号。

测距模块使用红外光高精度测距传感器，该产品有开关量输出，并具备标定门限值功能，即当测距小于门限值通过接口输出低电平作为距离近告警信号。

光感模块使用Risym光敏电阻传感器模块，该模块通过调节模块上的电位器来调整亮度阈值，在光线亮度达不到阈值时输出高电平，在光线亮度超过阈值时输出低电平。为实现方案中的上限值与下限值检测，此处可以使用两组光敏电阻传感器模块。其中A组传感器模块阈值设置为下限值，其输出高电平即出现方案中监测亮度小于设定下限照度值情况；B组传感器模块阈值设置为上限值，其输出低电平即出现方案中监测亮度大于设定上限照度值情况。如图2所示，A组输出口为低亮度监测信号输出口，B组输出口为高亮度检测信号输出口。

声音告警模块使用多路语音提示器，将该产品设置为“电平保持可循环”状态，即某一路检测到低电平时循环播放对应的音乐，而当检测到高电平时，停止播放音乐。

根据上述模块选型，整个书架的电路部分设计如图2所示。其中，感应装置用来监测是否有书放在书架上，可以选用称重模块、避障模块以及红外感应模块等来实现感应功能，也可以再使用一个测距模块。将其门限值设置到2厘米左右。

当有书放在书架上，测距模块监测到距离小于门限值时，输出低电平，控制继电器模块导通，将电源引入供电线路，即给各个模块上电，实现各个模块的启动。

对于定时模块，可将其继电器公共端接地，当出现时间久告警时，继电器导通，输出口出现低电平；告警模块控制口1接收到该低电平后就开始播放第1首音乐。

对于测距模块，当出现距离近告警时，开关量输出口直接输出低电平；告警模块控制口2接收到该低电平后，就开始播放第2首音乐。

对于光感模块，当监测亮度小于设定下限照度值，即出现亮度低告警时，A组传感器模块输出高电平，经反相后转变为低电平送出；告警模块控制口3接收到该低电平后，就开始播放第3首音乐。当监测亮度大于设定上限照度值，即出现亮度高告警时，B组传感器模块输出低电平；告警模块控制口4接收到该低电平后，就开始播放第4首音乐。

还有，各路告警信号可通过场效应管、三极管或继电器构建电子开关驱动电路来控制声音告警模块发声，从而提升四路告警信号的控制可靠性。测距模块的继电器输出口、测距模块的开关量输出口、光感模块的B组输出口通过如图3所示的电子开关驱动电路分别于声音告警模块的控制口1、2、4连接，光感模块的A组输出口则通过如图4所示带反相的电子开关驱动电路与声音告警模块的控制口3连接。如图3所示的电子开关驱动电路为P沟道增强型场效应电子开关，输入低电平，场效应管导通后输出低电平。如图4所示，带反相的电子开关驱动电路为N沟道增强型场效应电子开关，输入高电平，场效应管导通，输出为低电平。

由上述具体实施例可见，该防近视的书架可以在出现长时间用眼情况下提醒阅读者注意眼睛休息，在出现眼睛与书本距离过近时提醒阅读者抬头挺胸以加大阅读距离，在阅读环境光线过强或过弱时提醒阅读者调整合适灯光或选择合适地点来读书。因此该书架能够同时解决在读书中易造成近视的三种典型问题，很好地起到预防近视的效果。

同时，测距模块放于书架底板上侧，所测量的距离为头部与书本的距离，相比较现有技术中测量胸部与书本的距离，更加接近于实际的阅读距离，准确度更高。

此外，该装置监测的启动由感应装置触发，即有书本放在书架底板上时自启动，无需手动控制操作，使用更加方便，也更加智能化。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。