智能台灯的制作方法

本实用新型涉及智能台灯领域，尤其涉及一种智能台灯。

背景技术：

人们常说眼睛是心灵的窗户，人们的日常生活和学习离不开一双健康明亮的眼睛。然而近年来近视已成为最常见的眼病，尤其在青少年中近视的发病率有持续增长的势头。

造成青少年近视的主要原因有两方面：一是光照度不当，二是读写姿势不当。直接治疗的效果并不十分有效，而预防近视远比治疗近视更具有实际意义。通过观察和研究，发明人发现市场上有许多“防近视报警器”，主要是通过检测距离发出报警提示，并以此来防止近视，但是实际效果不是很理想。

技术实现要素：

本实用新型主要解决现有技术的台灯功能很单一，不能矫正使用者不正确的坐姿，进而导致使用者颈椎压力大，视力下降的技术问题。

本实用新型提供了一种智能台灯，包括台灯本体和台灯电路，所述台灯本体包括底座1、连接部2、支撑柱3和灯罩4；所述连接部2固定设置在底座1上，所述支撑柱3的底端贯穿连接部2并连接到底座1，所述灯罩4固定设置在支撑柱3的顶端。

所述台灯电路包括控制单元、第一红外线发射二极管5、第一红外线接收管6、第二红外线发射二极管7、第二红外线接收管8、第一指示灯9、第一蜂鸣器10、第二指示灯11、第二蜂鸣器12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和电容C1。

第一红外线发射二极管5和第一红外线接收管6安装在灯罩4前侧的一端，第二红外线发射二极管7和第二红外线接收管8安装在灯罩4前侧的另一端；第一指示灯9和第一蜂鸣器10安装在灯罩4的左侧，第二指示灯11和第二蜂鸣器12安装在灯罩4的右侧。

第一红外线发射二极管5和第一电阻R1串联成第一支路并位于电源VCC与电源地之间；第一红外线接收管6和第二电阻R2串联，且并联于第一支路两端；第二红外线发射二极管7和第三电阻R3串联成第二支路并位于电源VCC与电源地之间；第二红外线接收管8和第四电阻R4串联，且并联于第二支路两端；所述电容C1和第五电阻R5串联，且并联于第二支路两端。

第一红外线接收管6和第二电阻R2之间的第一公共节点A连接所述控制单元的第一监测信号输入端；所述控制单元的第一信号输出端连接串联的第一指示灯9和第一蜂鸣器10，并接电源VCC；第二红外线接收管8和第四电阻R4之间的第二公共节点B连接所述控制单元的第二监测信号输入端；所述控制单元的第二信号输出端连接串联的第二指示灯11和第二蜂鸣器12，并接电源VCC。

所述控制单元包括LM324四运算放大器、第一可调电阻R6和第二可调电阻R7；LM324四运算放大器的引脚IN1-作为第一监测信号输入端，连接第一公共节点A；LM324四运算放大器的引脚IN1+连接第一可调电阻R6的滑动端；第一可调电阻R6的两端分别连接电源VCC和电源地；LM324四运算放大器的引脚OUT1作为第一信号输出端连接第一蜂鸣器10的一端，第一蜂鸣器10的另一端连接第一指示灯9的一端，第一指示灯9的另一端接电源VCC。

所述LM324四运算放大器的引脚IN2-作为第二监测信号输入端，连接第二公共节点B；LM324四运算放大器的引脚IN2+连接第二可调电阻R7的滑动端；第二可调电阻R7的两端分别连接电源VCC和电源地；LM324四运算放大器的引脚OUT2作为第二信号输出端连接第二蜂鸣器12的一端，第二蜂鸣器12的另一端连接第二指示灯11的一端，第二指示灯11的另一端接电源VCC。

所述LM324四运算放大器的电源引脚VCC连接电源VCC，LM324四运算放大器的电源地引脚GND接电源地。

本实用新型提供的一种智能台灯，与现有技术相比具有以下优点：

1、在灯罩上设置两组红外线发射管和接收管，更准确地感测使用者的坐姿偏左或偏右。

2、灯罩的左右两侧各设置有蜂鸣器和指示灯，能更精确地提醒使用者的坐姿位置，偏左还是偏右。

3、利用红外线发射管和接收管，发射的红外线对人体无伤害且感测精确度高。

4、在家用台灯上安装的智能电路占用空间小，使得台灯具有矫正使用者坐姿的功能，有助于缓解使用者的视力，保障了使用者的颈椎健康。

5、只要台灯接通电源，红外线感测装置便可正常工作，这样能实时提醒台灯使用者矫正坐姿。

附图说明

图1为本实用新型的智能台灯的结构示意图。

图2为本实用新型的智能台灯的左视图。

图3为本实用新型的智能台灯的右视图。

图4为本实用新型的台灯电路图。

附图标记：1、底座；2、连接部；3、支撑柱；4、灯罩；5、第一红外线发射二极管；6、第一红外线接收管；7、第二红外线发射二极管；8、第二红外线接收管；9、第一指示灯；10、第一蜂鸣器；11、第二指示灯；12、第二蜂鸣器；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；R5、第五电阻；C1、电容；A、第一公共节点；B、第二公共节点；VCC、电源；GND、电源地。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。本实用新型的电路中所述“连接”均为“电连接”。

图1为本实用新型智能台灯的结构示意图。图2为本实用新型的智能台灯的左视图。图3为本实用新型的智能台灯的右视图。图4为本实用新型的台灯电路图。

参照图1至图4，一种智能台灯，包括台灯本体和台灯电路，所述台灯本体包括底座1、连接部2、支撑柱3和灯罩4；所述连接部2固定设置在底座1上，所述支撑柱3的底端贯穿连接部2并连接到底座1，所述灯罩4固定设置在支撑柱3的顶端。

所述台灯电路包括控制单元、第一红外线发射二极管5、第一红外线接收管6、第二红外线发射二极管7、第二红外线接收管8、第一指示灯9、第一蜂鸣器10、第二指示灯11、第二蜂鸣器12、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和电容C1。

第一红外线发射二极管5和第一红外线接收管6安装在灯罩4前侧的一端，第二红外线发射二极管7和第二红外线接收管8安装在灯罩4前侧的另一端；第一指示灯9和第一蜂鸣器10安装在灯罩4的左侧，第二指示灯11和第二蜂鸣器12安装在灯罩4的右侧。第一指示灯9和第一蜂鸣器10与第二指示灯11和第二蜂鸣器12分别设置在灯罩4的左右两侧，但不限于此，可以设置在灯罩的上面。

第一红外线发射二极管5和第一电阻R1串联成第一支路并位于电源VCC与电源地之间；第一红外线接收管6和第二电阻R2串联，且并联于第一支路两端；第二红外线发射二极管7和第三电阻R3串联成第二支路并位于电源VCC与电源地之间；第二红外线接收管8和第四电阻R4串联，且并联于第二支路两端；所述电容C1和第五电阻R5串联，且并联于第二支路两端。

第一红外线接收管6和第二电阻R2之间的第一公共节点A连接所述控制单元的第一监测信号输入端；所述控制单元的第一信号输出端连接串联的第一指示灯9和第一蜂鸣器10，并接电源VCC；第二红外线接收管8和第四电阻R4之间的第二公共节点B连接所述控制单元的第二监测信号输入端；所述控制单元的第二信号输出端连接串联的第二指示灯11和第二蜂鸣器12，并接电源VCC。

所述控制单元包括LM324四运算放大器、第一可调电阻R6和第二可调电阻R7；LM324四运算放大器的引脚IN1-作为第一监测信号输入端，连接第一公共节点A；LM324四运算放大器的引脚IN1+连接第一可调电阻R6的滑动端；第一可调电阻R6的两端分别连接电源VCC和电源地；LM324四运算放大器的引脚OUT1作为第一信号输出端连接第一蜂鸣器10的一端，第一蜂鸣器10的另一端连接第一指示灯9的一端，第一指示灯9的另一端接电源VCC。

所述LM324四运算放大器的引脚IN2-作为第二监测信号输入端，连接第二公共节点B；LM324四运算放大器的引脚IN2+连接第二可调电阻R7的滑动端；第二可调电阻R7的两端分别连接电源VCC和电源地；LM324四运算放大器的引脚OUT2作为第二信号输出端连接第二蜂鸣器12的一端，第二蜂鸣器12的另一端连接第二指示灯11的一端，第二指示灯11的另一端接电源VCC。

所述LM324四运算放大器的电源引脚VCC连接电源VCC，LM324四运算放大器的电源地引脚GND接电源地。

为了更精准识别使用者的坐姿，台灯的总高度可被设置为30cm至40cm之间，但不限于此。VCC电源与220V市政电源之间还需接变压器，属于公知常识，这里不予赘述。通过蜂鸣器和红外线接收器的配合实时提醒使用者挺直身体，提高使用者在工作中使用台灯的兴趣。连接柱3可以伸出或缩短，并且改变弯曲方向。底座1起支撑作用，连接部2用于将支撑柱3与底座1固定连接，支撑柱3，灯罩4内部设置有LED灯，用于照明。

红外线发射管(IR LED)发射的红外线对人体没有危害，可安全使用。常见的红外线发射二极管具有一定的发射角度(15度、30度、45度、60度、90度、120度、180度)和发射距离，还有不同的发射的光强度、波长。本实施例中所用的为普通的红外发光二极管，其功率分为小功率(1mW-10mW)。本实施例中的红外线接收管可以是EL-1CL3型号。

红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。本实施例的红外线接收管可以是PD538C型号光电二极管，光电二极管将光信号转化为电信号。由于本实施例的红外线发射二极管按照一定的角度和强度发射红外线，因此发射的红外线不会直接被红外线接收管接收，必须通过人体反射后被接收管接收，即必须被使用者的头部反射。因此红外线发射管的照射方向应被设置为朝向使用者的头部方向。

第一红外线发射二极管5和第一红外线接收管6相互配合的工作原理如下：第一红外线发射二极管5在一定距离范围内向使用者的头部方向发射红外线，红外线被使用者的头部反射后，红外线可被第一红外线接收管6接收感测到。如果使用者挺直身体，则头部与灯罩4之间可保持较远的距离，红外线被反射回去的能量较弱，控制单元不会启动蜂鸣器，使用者可正常使用台灯。如果使用者的头部位置偏低，则头部与灯座4之间的距离很近，红外线被使用者的头部反射后，第一红外线接收管6可感测到较强的红外线，则控制单元启动第一指示灯9和第一蜂鸣器10发出警报声，提醒使用者挺直身体并抬起头。抬起头保持正确的坐姿后，头部距灯罩距离较远，红外线接收管6又只能接收到较弱的红外线，从而主控制器切断第一指示灯9和第一蜂鸣器10，停止发出警报声且关闭指示灯。

也就是说，使用者头部距离灯罩越近，越容易引起第一指示灯9和第一蜂鸣器10发出警报。同理，第二红外线发射二极管7和第二红外线接收管8相互配合也可检测使用者的坐姿。两组红外线管可分别检测使用者头部偏向左侧或右侧，例如，使用者头部偏向左侧，则第一组红外线管能够检测到。因此只有使用者保持坐直身体的情况下，头部距离灯罩较远，台灯才不发出警报。

需要说明的是，由于第一红外线发射二极管5和第一红外线接收管6的功率较低，因此，第一红外线接收管6只能接收到从第一红外线发射二极管5发射并被使用者头部反射回来的红外线，第二红外线接收管8只能接收到从第二红外线发射二极管7发射并被反射回来的红外线。这样分两组设置的结构，能更精确感测使用者的头部重心是偏左还是偏右，从而提醒使用者保持身体要坐直，养成良好习惯。

此外，为了更精确地感测使用者的头部到台灯灯罩4的距离，针对不同身高的使用者，可以使得支撑柱3伸长或缩短，同时调整灯罩4的角度。例如，个子较高的使用者可以将灯罩4的角度，使得红外线发射管朝向的角度偏上。此外，为了将灯罩4调整到合适的高度，台灯的灯罩4可以被调整为略低于使用者的头部，以使红外线发射二极管5和7发出的红外线能够照射到使用者的头部。

控制单元工作原理：LM423四运算放大器内置四个放大器，本实施方式利用其中两个放大器：1号放大器和2号放大器，1号、2号放大器的原理一致。1号放大器的同相输入端为引脚IN1+，其电压值通过R6调整；1号放大器的反相输入端为引脚IN1-，其电压值为第一公共节点A的电压值，当IN1+输入电压大于IN1-的输入电压时，引脚OUT1才输出高电平；其他时刻OUT1输出均为低电平。

以灯罩4左侧的红外线管为例，第一红外线发射二极管5在通电之后会不断地发出红外线光波，当红外线光波经人体反射后，反射波会到达第一红外线接受管6，从而使第二红外线接受管6上的电压降低，使得节点A处的电压升高。到人体的距离越短，反射回来的红外光波就越强，节点A的电压就越高，从而IN1与IN1+上的电压产生对比，经过LM324处理，将对比结果从OUT1输出。

出厂设置前，也可根据设定好的距离调制可调电阻R6，从而调整有效监测距离。目的是为了让IN1-接收的节点A的电压超过IN1+的电压，令OUT1输出低电平，则发光且蜂鸣器发音，进行声光报警。灯罩两组红外线接收管同时监测，监测精度更高。本实用新型的台灯操作简单，感测精准，只要根据自身的情况调整灯罩4的位置和角度，蜂鸣器和指示灯就可有效提醒使用者调整坐姿。因此，可将台灯的高度和角度个性化的根据不同人而进行调整。

本实用新型的区别技术特征在于：1、将台灯电路与台灯配合使用，使台灯具有矫正坐姿的功能；2、将第一红外发射管和第一红外接收管与第二红外发射管和第二红外接收管设置在灯罩的同一侧，更精确地监测使用者的坐姿。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。