專利名稱：多功能全自動防近視臺燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種視力保護臺燈，特別是一種多功能全自動防近視臺燈。
中外眼科專家共同指出，引發(fā)近視眼病的原因是多方面的，在學(xué)習(xí)過程中引發(fā)近視的主要根源有以下四個方面一是一次看書學(xué)習(xí)時間太長，眼肌過度疲勞又不能及時緩解；二是經(jīng)常在光照不適，主要是在光線不足或光線太強的環(huán)境下學(xué)習(xí)；三是坐姿不端正，眼睛距書面的距離太近；四是不能及時檢驗和糾正視力。本發(fā)明人針對引發(fā)近視的四大原因曾發(fā)明了一種多功能視力保護臺燈(專利號ZL95214177.9)，它由穩(wěn)壓電源電路、調(diào)光電路、循環(huán)控制電路、光控報警電路、紅外測控報警電路、低頻閃光電路、語言提示電路、催眠和叫醒電路等組成，它能進行自動和手動調(diào)光，自動控制作息時間，弱光開燈，強光報警，能提醒糾正坐姿，還有緩解眼睛疲勞、催眠和叫醒、語言提示和視力檢測等功能。但是在使用過程中也存在著下列缺陷臺燈使用蛇皮彎管作燈架，燈頭可相對燈座移動，并且燈座也無定位裝置，學(xué)生能挪動臺燈的位置，造成這種臺燈的多種功能不能起到準(zhǔn)確作用甚至無法起作用；調(diào)光電路中只能穩(wěn)定燈光亮度而不能解決反光傷眼問題，且手動調(diào)節(jié)亮度不易掌握；紅外測控報警電路中紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管裝于燈座前側(cè)，當(dāng)書本或手放在桌子上時即會造成誤動作而發(fā)出警報，以致無法正常測距糾姿，紅外測控報警電路還影響循環(huán)控制電路的正常工作；在循環(huán)控制電路中由于加裝了雙刀四擲開關(guān)，造成操作復(fù)雜，每次啟動必須用手撥動開關(guān)數(shù)次；貼在臺燈支架上的視力表處在燈罩陰影中不能起到應(yīng)有的作用。
本實用新型的目的就是要克服上述缺陷，提供一種多功能全自動防近視臺燈，它能夠做到桌前有人時開燈，無人時即關(guān)燈，學(xué)習(xí)時自動控制作息時間，無人時則不予控時管理，它能夠根據(jù)書面的反光程度自動調(diào)整燈泡的亮度，紅外測距糾姿電路能準(zhǔn)確地測距糾姿而不會引起誤動作；它的視力表無論開燈和關(guān)燈均能隨時檢驗視力。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下所述的技術(shù)方案多功能全自動防近視臺燈包括燈頭、燈罩、燈架、燈座、燈座底板、穩(wěn)壓電源電路、紅外測距糾姿電路、自控作息電路、強光報警電路、常光關(guān)燈弱光開燈電路；臺燈通過定位器固定在桌子上，燈頭、燈罩、燈架、燈座固定為一體，這樣使燈頭的空間位置不可變動，做到定型定位，學(xué)生不能任意改變臺燈在桌面、燈頭在空間的位置，確保相關(guān)保護功能的正確實施。紅外測距糾姿電路由IC8頻率譯碼器和IC7六反相器中的三個反相器F1、F2、F3及相關(guān)元件電阻、電容、三極管BG5、紅外發(fā)射二極管D8、紅外接收二極管D9組成，紅外發(fā)射二極管D8、紅外接收二極管D9安裝在燈罩前沿，這樣用手翻書寫字時就不會造成誤動作。IC8頻率譯碼器的8腳經(jīng)由電阻R24連通自控作息電路中的三極管BG2的基極上，這樣既不會影響自控作息電路的正常工作，又能達(dá)到測距糾姿的目的。
自動調(diào)光電路由照明燈ZD、雙向可控硅管SCR1、雙向?qū)ǘO管2CT、電阻R5、R6、電容C3和光敏電阻RG1組成，光敏電阻安裝在燈罩前沿，受光面向下，通過光敏電阻RG1的負(fù)反饋作用來實現(xiàn)對燈泡亮度的自動調(diào)節(jié)。這樣不但能隨電壓的波動而穩(wěn)定亮度，而且能根據(jù)桌面和紙張的反光程度來自動調(diào)節(jié)燈光的亮度，解決了書面反光傷眼的問題。
紅外自動開關(guān)電路是在紅外測距糾姿電路的基礎(chǔ)上增加F4、二極管D5、電容C7、三極管BG1和IC2開關(guān)集成塊8778組成，當(dāng)書桌前學(xué)生端坐時，紅外發(fā)射二極管D8發(fā)出的調(diào)制信號被紅外接收二極管D9接收，經(jīng)放大后送入IC8的三腳，經(jīng)識別譯碼后其8腳的高電平下降至電源電壓的1/2以下至1/3時，BG2、BG3仍能正常工作，經(jīng)F4反相后，其輸出端反轉(zhuǎn)為高電平，BG1導(dǎo)通，IC2的5腳電壓高于1.6伏，開關(guān)導(dǎo)通，使自控作息及以后電路得電，如果學(xué)生離開座位超過規(guī)定時間，由二極管D5的反向電阻和C7組成的延時電路延時后關(guān)斷IC2，自控作息及以后電路被斷電。這樣使臺燈開關(guān)實現(xiàn)了自動化，做到桌前有人即開燈，無人則關(guān)燈，有人學(xué)習(xí)時則自動控制作息時間，無人學(xué)習(xí)時則不予控時管理。
自控作息電路由IC3時基集成塊及R8、R9、C8、C9組成無穩(wěn)態(tài)振蕩電路。自控作息電路中還增加了電阻R7、穩(wěn)壓二極管DW1和二極管D6，且其中R7的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，當(dāng)學(xué)生在書桌前坐正學(xué)習(xí)時，IC2開關(guān)導(dǎo)通，其電流通過R7、D6、R8、R9對C8瞬時充電至電源電壓的1/3，IC3的3腳出現(xiàn)高電平，開始計時控制作息，當(dāng)C8的電壓被充至電源電壓的2/3時，通過IC3的7腳經(jīng)其內(nèi)部回路對地放電，其3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑^電器J失電，燈泡ZD關(guān)滅，當(dāng)放電降至電源電壓的1/3時，放電回路斷開，對C8再次充電，3腳又轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，ZD再次開亮，這樣自動控制作息時間。這種自動化并帶有強制性的控制學(xué)生作息時間，克服了學(xué)生一坐下去就長坐不起的毛病，對預(yù)防近視起到了重要作用。
臺燈的燈座上裝有視力監(jiān)測器，它由視力監(jiān)測器腔體和內(nèi)部的視力監(jiān)測電路以及袖珍視力表組成，視力監(jiān)測電路由1W熒光燈管YD和電阻R1、R2、R3、R4、和電容C2組成，當(dāng)繼電器J失電后，其活動接點j與固定觸點2導(dǎo)通，電路得電后熒光管YD兩端電壓瞬時升高，激活熒光粉導(dǎo)電接通兩端燈絲，點亮YD，照亮袖珍視力表；當(dāng)J得電時，j與固定觸點1導(dǎo)通，熒光管YD關(guān)滅，照明燈ZD開亮，繼續(xù)照亮視力表，供學(xué)生隨時檢驗視力。熒光燈管還可兼作電源指示燈，晚上兼作小夜燈。有了視力監(jiān)測器，可以隨時檢驗視力的變化，做到防微杜漸。
緩解眼肌疲勞電路由IC4時基集成塊及R10、R11、C10、C11組成無穩(wěn)態(tài)振蕩電路，當(dāng)自控作息電路的IC3時基集成塊的3腳輸出高電平時，IC3的3腳通過BG2、SCR2接通繼電器J，燈泡ZD開亮，為學(xué)生的學(xué)習(xí)時間，本電路處于高電位，不能導(dǎo)通工作；當(dāng)IC3的3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，J失電，ZD關(guān)滅，為學(xué)生的休息時間，本電路工作，發(fā)光二極管LED1、LED2輪流發(fā)光，R12、R13為發(fā)光二極管的限流電阻。學(xué)生兩眼追視輪閃的發(fā)光二極管數(shù)分鐘，便能緩解因?qū)W習(xí)引起的眼肌疲勞。
語音規(guī)勸電路由專制語音集成片IC5、R25、BG3、R14、DW2、C12、BG4、揚聲器Y和R16組成，BG3的基極經(jīng)由R25連接到紅外測距糾姿電路中IC8的8腳上。當(dāng)學(xué)生坐姿不正前傾時，即紅外發(fā)射二極管D8前方有“阻擋物”，調(diào)制信號經(jīng)阻擋反射后一部分信號被紅外接收二極管D9接收，經(jīng)放大后送入IC8的8腳，8腳由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，三極管BG3導(dǎo)通，規(guī)勸電路工作，揚聲器Y連續(xù)發(fā)出“當(dāng)心近視，請快坐正！”的規(guī)勸聲。
語音提示電路由專制語音集成片IC6、R15、DW3、C13、BG4、揚聲器Y及電阻R16組成。IC6、C13和DW3接地端與自控作息電路中的IC3時基集成塊的3腳連接，當(dāng)IC3的3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，本電路導(dǎo)通，揚聲器Y便發(fā)出“休息時間，作好保健！”的提示聲。
采用上述方案的多功能全自動防近視臺燈，結(jié)構(gòu)合理，功能齊全，使用方便，它從引起近視的根源出發(fā)，采用了多種預(yù)防和保護措施，紅外自動開關(guān)電路使臺燈開關(guān)實現(xiàn)了自動，做到桌前有人即開燈，無人則關(guān)燈，有人學(xué)習(xí)時自動控制作息時間，無人學(xué)習(xí)時則不予控時管理；能自動地實現(xiàn)強光報警、常光關(guān)燈、弱光開燈；自動調(diào)光電路不但能隨電壓波動而穩(wěn)定亮度，而且能隨桌面、書面光線強弱自動調(diào)光，解決了反光傷眼的問題；自控作息電路能自動控制學(xué)生的作息時間，及時緩解眼肌疲勞；紅外測距糾姿電路能隨時糾正坐姿，保持最佳視距；能用語言提示和規(guī)勸行為；視力監(jiān)測器能隨時監(jiān)測視力的變化。使用這種臺燈，能有效地防止近視的發(fā)生和發(fā)展。
以下結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細(xì)的說明。


圖1為本實用新型的外觀示意圖。
圖2為本實用新型的定位示意圖。
圖3為本實用新型的電路原理圖。
參照
圖1、圖2、圖3。多功能全自動防近視臺燈，包括燈頭1、燈罩2、燈架3、燈座5、燈座底板6、自動調(diào)光電路8、視力監(jiān)測電路9、穩(wěn)壓電源電路10、紅外測距糾姿電路11、自控作息電路13、強光報警電路14、常光關(guān)燈弱光開燈電路15；臺燈通過定位器7固定在桌面上，燈頭1、燈罩2、燈架3和燈座5固定為一體。這樣使燈頭的空間位置不可變動，做到定型定位，學(xué)生不能任意改變臺燈在桌面、燈頭在空間的位置，確保相關(guān)保護功能的正確實施。
穩(wěn)壓電源電路10由插頭CT接通220伏電源后經(jīng)變壓器T降壓，經(jīng)二極管D1、D2、D3、D4全波整流后送入三端穩(wěn)壓器7812，經(jīng)電容C4、C5、C6濾波后送出12伏穩(wěn)定直流電。
紅外測距糾姿電路11由IC8頻率譯碼器和IC7六反相器中的三個反相器F1、F2、F3及相關(guān)元件電阻R17、R18、R19、R20、R21、R22、R23、電容C14、C15、C16、C17、C18、三極管BG5、紅外發(fā)射二極管D8和紅外接收二極管D9組成，紅外發(fā)射二極管D8、紅外接收二極管D9安裝在燈罩前沿，IC8頻率譯碼器的8腳經(jīng)由電阻R24連接到自控作息電路13中三極管BG2的基極上。IC8頻率譯碼器的中心振蕩頻率由接在5腳上的R22和C16決定，振蕩頻率由5腳引出，經(jīng)R17加在三極管BG5的基極上，經(jīng)放大后由紅外發(fā)射二極管D8發(fā)出調(diào)制信號與譯碼器的中心頻率完全一致，在D8前規(guī)定距離內(nèi)有阻擋物，如學(xué)生坐姿前傾或低頭作業(yè)時，其面部形成“阻擋物”，信號經(jīng)阻擋物反射后，一部分被紅外接收二極管D9接收，經(jīng)C14送入由F1、F2、F3和R20、R21組成的線性放大器后，經(jīng)C15送入IC8的3腳，經(jīng)識別譯碼后，其8腳由高電平變?yōu)榈碗娖?，三極管BG3導(dǎo)通，由IC5及R14、DW2、C12、BG4揚聲器Y和R16組成的語音規(guī)勸電路17連續(xù)發(fā)出“當(dāng)心近視，請快坐正！”的規(guī)勸聲，直至阻擋物或?qū)W生糾姿抬頭；如果規(guī)勸不能及時糾姿，經(jīng)R24和C19組成的延時電路延時數(shù)秒鐘后，三極管BG2被截止，繼電器J斷電，燈泡ZD關(guān)滅，迫使學(xué)生糾姿。
自控作息電路由IC3時基集成塊及電阻R8、R9、電容C8、C9組成無穩(wěn)態(tài)振蕩電路，在電路中增加了電阻R7、穩(wěn)壓二極管DW1和二極管D6，其中R7的阻值遠(yuǎn)小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，DW1的穩(wěn)壓值為電源電壓的1/3加D6的正向電壓之和。當(dāng)學(xué)生在書桌前坐正學(xué)習(xí)時，IC2開關(guān)導(dǎo)通，其電流通過R7、R8、R9對C8瞬時充電至電源電壓的1/3，IC3的3腳出現(xiàn)高電平，開始計時控制作息，此時為學(xué)生學(xué)習(xí)時間，當(dāng)C8的電壓被充高至電源電壓的2/3時，通過IC3的7腳經(jīng)其內(nèi)部回路對地放電，其3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑瑸閷W(xué)生休息時間，由IC4及R10、R11、C10和發(fā)光二極管LED1、LED2組成的緩解眼肌疲勞電路16中的LED1和LED2開始輪流閃光，以供學(xué)生休息中緩解眼肌的疲勞。當(dāng)C8被放電至電源電壓的1/3時，放電回路被關(guān)斷，對C8再次充電，休息停止又轉(zhuǎn)入學(xué)習(xí)時間，依此循環(huán)，達(dá)到自控作息的目的。
自動調(diào)光電路8由照明燈ZD、雙向可控硅管SCR1、雙向?qū)ǘO管2CT、電阻R5、R6、電容C3和光敏電阻RG1組成，作為采光頭的光敏電阻安裝在燈罩前沿，受光面向下。光敏電阻RG1與電容C3并聯(lián)，通過光敏電阻的負(fù)反饋作用可實現(xiàn)對燈泡亮度的自動調(diào)節(jié)?，F(xiàn)代化的桌面和紙張一般反光率很高，有損于視力，書報雜志反光程度各異，要求燈光的亮度能隨反光亮度的強弱做到相應(yīng)的調(diào)整。本實用新型的光敏電阻安裝在燈罩前沿，受光面向下，這樣臺燈不但能隨電壓的波動穩(wěn)定亮度，還能隨桌面、書面的反光程度而自動調(diào)整燈泡的亮度。
紅外自動開關(guān)電路12是在紅外測距糾姿電路11的基礎(chǔ)上增加F4、二極管D5、電容C7、三極管BG1和IC2開關(guān)集成塊8778組成，當(dāng)紅外發(fā)射二極管D8前方有阻擋物，調(diào)制信號經(jīng)阻擋物反射后一部分信號被紅外接收二極管D9接收，經(jīng)放大后送入IC8的3腳，經(jīng)識別譯碼后其8腳的高電平下降至電源電壓的1/2以下至1/3時，BG2、BG3仍能正常工用，經(jīng)F4反相后，其輸出端反轉(zhuǎn)為高電平，BG1導(dǎo)通，IC2的5腳電壓高于1.6伏，開關(guān)導(dǎo)通，使自控作息及以后電路得電，當(dāng)紅外發(fā)射二極管D8前阻擋物離去超過規(guī)定時間，由二極管D5的反向電阻和C7組成的延時電路延時后關(guān)斷IC2，自控作息及以后電路被斷電。自動做到桌前有人開燈，無人關(guān)燈，有人學(xué)習(xí)時則自動控制作息時間，無人學(xué)習(xí)時則不予控時管理。
本實用新型的燈座上還裝有一視力監(jiān)測器，它由視力監(jiān)測器腔體4和內(nèi)部的視力監(jiān)測電路9以及袖珍視力表19組成，視力監(jiān)測電路9由1W熒光燈管YD和電阻R1、R2、R3、R4和電容C2組成，當(dāng)繼電器J失電后，其活動接點j與固定觸點2導(dǎo)通，電路得電后熒光管YD兩端電壓瞬時升高，激活熒光粉導(dǎo)電接通兩端燈絲，點亮YD，照亮袖珍視力表；當(dāng)J得電時，j與固定觸點1導(dǎo)通，YD關(guān)滅，照明燈ZD開亮，袖珍視力表被燈泡ZD繼續(xù)照亮。學(xué)生可隨時檢測視力的變化。此外，熒光燈管還可兼作電源指示燈，晚上兼作小夜燈。
權(quán)利要求1.一種多功能全自動防近視臺燈，包括燈頭(1)、燈罩(2)、燈架(3)、燈座(5)、燈座底板(6)、穩(wěn)壓電源電路(10)、紅外測距糾姿電路(11)、自控作息電路(13)、強光報警電路(14)、常光關(guān)燈弱光開燈電路(15)；紅外測距糾姿電路由IC8頻率譯碼器和IC7六反相器中的三個反相器F1、F2、F3以及相關(guān)元件電阻、電容、三極管BG5、紅外發(fā)射二極管D8和紅外接收二極管D9組成；自控作息電路由IC3時基集成塊及R8、R9、C8、C9組成無穩(wěn)態(tài)振蕩電路；其特征在于臺燈通過定位器(7)固定在桌子上，燈頭(1)、燈罩(2)、燈架(3)和燈座(5)固定為一體；紅外測距糾姿電路中的紅外發(fā)射二極管D8、紅外接收二極管D9安裝在燈罩前沿，IC8頻率譯碼器的8腳通過電阻R24連接到自控作息電路(13)中三極管BG2的基極上；它還有自動調(diào)光電路(8)、紅外自動開關(guān)電路(12)；自動調(diào)光電路(8)由照明燈ZD、雙向可控硅管SCR1、雙向?qū)ǘO管2CT、電阻R5、R6、電容C3和光敏電阻RG1組成，光敏電阻安裝在燈罩前沿，受光面向下；紅外自動開關(guān)電路(12)是在紅外測距糾姿電路(11)的基礎(chǔ)上增加F4、二極管D5、電容C7、三極管BG1和IC2開關(guān)集成塊8778組成，當(dāng)紅外發(fā)射二極管D8前方有阻擋物，調(diào)制信號經(jīng)阻擋物反射后一部分信號被紅外接收二極管D9接收，經(jīng)放大后送入IC8的3腳，經(jīng)識別譯碼后其8腳的高電平下降至電源電壓的1/2以下至1/3時，BG2、BG3仍能正常工作，經(jīng)F4反相后，其輸出端反轉(zhuǎn)為高電平，BG1導(dǎo)通，IC2的5腳電壓高于1.6伏，開關(guān)導(dǎo)通，使自控作息及以后電路得電，當(dāng)紅外發(fā)射二極管D8前阻擋物離去超過規(guī)定時間，由二極管D5的反向電阻和C7組成的延時電路延時后關(guān)斷IC2，自控作息及以后電路被斷電；自控作息電路中增加了電阻R7、穩(wěn)壓二極管DW1和二極管D6，且其中R7的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于R8和R9之和，即R7＜＜R8+R9，當(dāng)學(xué)生在書桌前坐正學(xué)習(xí)時，IC2開關(guān)導(dǎo)通，其電流通過R7、D6、R8、R9對C8瞬時充電至電源電壓的1/3，IC3的3腳出現(xiàn)高電平，繼電器J得電，照明燈ZD開亮，開始計時控制作息，當(dāng)C8的電壓被充至電源電壓的2/3時，通過IC3的7腳經(jīng)其內(nèi)部回路對地放電，其3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖剑琂失電，燈泡ZD關(guān)滅，當(dāng)放電降至電源電壓的1/3時，放電回路斷開，對C8再次充電，3腳又轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，ZD再次開亮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動防近視臺燈，其特征在于它的燈座上固定有一視力監(jiān)測器，它由視力監(jiān)測器腔體(4)和內(nèi)部的視力監(jiān)測電路(9)以及袖珍視力表(19)組成，視力監(jiān)測電路由1W熒光燈管YD和電阻R1、R2、R3、R4和電容C2組成，當(dāng)繼電器J失電后，其活動接點j與固定觸點2導(dǎo)通，電路得電后熒光管YD兩端電壓瞬時升高，激活熒光粉導(dǎo)電接通兩端燈絲，點亮YD，照亮袖珍視力表；當(dāng)J得電時，j與固定觸點1導(dǎo)通，YD關(guān)滅，照明燈ZD開亮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動防近視臺燈，其特征在于它的電路上連接有緩解眼肌疲勞電路(16)，它由IC4時基集成塊及R10、R11、C10、C11組成無穩(wěn)態(tài)振蕩電路，當(dāng)自控作息電路的IC3時基集成塊的3腳輸出高電平時，本電路處于高電位，不能導(dǎo)通工作，當(dāng)IC3的3腳轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖綍r，本電路工作，裝在燈座兩側(cè)的兩發(fā)光二極管LED1、LED2輪流發(fā)光，R12、R13為發(fā)光二極管的限流電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動防近視臺燈，其特征在于它的電路上連接有語音規(guī)勸電路(17)，語音規(guī)勸電路由專制語音集成片IC5、R25、BG3、R14、DW2、C12、BG4、揚聲器Y和R16組成，經(jīng)BG3的基極和R25連接到紅外測距糾姿電路(11)中IC8的8腳上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動防近視臺燈，其特征在于它的電路上連接有語音提示電路(18)，語音提示電路由專制語音集成片IC6、R15、DW3、C13、BG4、揚聲器Y及電阻R16組成，IC6、C13、DW3的地端連接在IC3的3腳上。
專利摘要本實用新型涉及一種視力保護臺燈,特別是一種多功能全自動防近視臺燈,它包括燈頭、燈罩、燈架、燈座、燈座底板、定位器,它有穩(wěn)壓電源電路、紅外測距糾姿電路、自控作息電路、自動調(diào)光電路、紅外自動開關(guān)電路、強光報警電路、常光關(guān)燈弱光開燈電路、視力監(jiān)測電路、緩解眼肌疲勞電路、語音規(guī)勸電路、語音提示電路。本實用新型功能齊全、自動運作、安全可靠;它從引起近視的根源出發(fā),采取多種有效措施,作到防患于未然,能有效地防止近視眼病的發(fā)生和發(fā)展,特別適合大、中、小學(xué)生使用。
文檔編號F21V33/00GK2405114SQ0020164
公開日2000年11月8日 申請日期2000年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月8日
發(fā)明者田海珠, 田苗 申請人:田海珠