一种预防近视的坐姿矫正装置
阅读说明：本技术 一种预防近视的坐姿矫正装置 (Sitting posture correction device for preventing myopia ) 是由 韩钰 刘莹 王俊茹 张娜娜 赵亮 卢素华 党子硕 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种预防近视的坐姿矫正装置,包括矫正学习桌,矫正学习桌包括桌面、俯仰转动设置在桌面的后端面中部的矫正机构以及控制器,桌面包括前部的书架区和中后部的书写区,所述书架区包括第一凹槽、俯仰铰接设于第一凹槽的后侧壁顶部的第一支撑板以及设于第一凹槽内第一电动推杆,矫正机构包括主杆、副杆和插杆,副杆的顶部连接横杆,横杆的两端设有扎带单元。本发明的一种预防近视的坐姿矫正装置,在俯仰方向以及竖直方向均设置一定的宽容度,在可接受的坐姿范围之内,给使用者一个身体活动的空间,更符合人体使用过程中的生理状态,使得孩子更容易接受,结构巧妙。(The invention relates to a sitting posture correction device for preventing myopia, which comprises a correction learning table, wherein the correction learning table comprises a table top, a correction mechanism and a controller, the correction mechanism is arranged in the middle of the rear end surface of the table top in a pitching rotating mode, the table top comprises a bookshelf area at the front part and a writing area at the middle and rear part, the bookshelf area comprises a first groove, a first supporting plate and a first electric push rod, the first supporting plate is hinged to the top of the rear side wall of the first groove in a pitching mode, the first electric push rod is arranged in the first groove, the correction mechanism comprises a main rod, an auxiliary rod and an inserting rod, the top of the auxiliary rod is connected with. According to the sitting posture correction device for preventing myopia, a certain latitude degree is set in the pitching direction and the vertical direction, a physical activity space is provided for a user within an acceptable sitting posture range, the physical activity space is more in line with the physiological state of a human body in the using process, so that children can accept the sitting posture correction device more easily, and the structure is ingenious.)
技术领域
本发明涉及矫正器械领域，特别是涉及一种预防近视的坐姿矫正装置。
背景技术
随着作业的增多、培训学习时间的延长，近视群体越来越低龄化，这一背景下，坐姿正确就成了预防近视最重要的一环，当下市场上出现很多纠正学习姿势学习桌，有的直接在桌面前设置顶块或者叉状支架，直接顶压或支撑，有的直接将孩子捆绑固定，有的在桌前设置声光开关通过声、光进行提醒，有的在使用者压到桌面的时候，桌面下沉以适应孩子眼睛与桌面距离，技术人员调研发现大部分的矫正桌效果均有限，分析后发现了使用效果不佳的几个原因：第一，人在学习的时候，身体不可能僵直不动，也不可能一直保持胸离桌子一拳、眼离桌面一尺的的标准姿势，给孩子设定标准坐姿后，用捆绑的方式、或者硬顶的方式限制，孩子会非常抗拒，使用中有的孩子反而将该方式作为一种靠着或者吊着的借力，将腰背肌肉整个松弛，变成一种偷懒状态，另外，孩子一动就报警的方案比如申请号为ZL202020043933.X的方案，使用中会频繁报警，给孩子造成很大的困扰，孩子不愿用，即便不是一接触就报警的方案，采用声光的方式，使用也有局限比如光线在白天就没什么效果,声音很容易适应, ，强制力不够，对于自制力不强的孩子来说只要能继续读写，很多孩子在适应之后就无所谓了，矫正效果大大折扣。第二，人的坐姿不端正主要有三种情况，一种是弯着腰往前趴，一种是直着腰往前趴，还有一种偷懒方式是腰背肌肉松弛，腰往后弯且头肩部竖直往下降，而现有的矫正桌或矫正装置，功能比较单一，往往只能对弯着腰往前趴或者直着腰往前趴有约束作用，对两种情况均有效果的方式就比较少见，对三种情况均能进行约束的还未发现。在压到桌面的时候，桌面下沉以适应孩子眼睛与桌面距离的这种方式，如公开号为CN 111789383 A的学习桌，不但结构非常复杂，而且弹簧约束的桌面在使用中会不断震颤，缺乏使用价值。
因此，急需设计一种孩子容易接受的、有一定强制效果的坐姿矫正装置，特别是对三种问题坐姿均能有效约束的矫正装置。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种预防近视的坐姿矫正装置。
本发明所要达到的目的主要有三个：第一，在可接受的范围之内，给使用者一个身体活动的空间，更符合人体使用过程中的生理状态，使得孩子容易接受，且在活动空间内尽量减少对孩子干扰；第二，具有一定的强制性，解决现有技术中孩子在适应声光提醒之后导致的效果不佳的问题；第三，对三种问题坐姿均能有效约束的矫正装置。
本发明的技术方案是：一种预防近视的坐姿矫正装置，包括矫正学习桌，矫正学习桌包括桌面、俯仰转动设置在桌面的后端面中部的矫正机构以及控制器，桌面包括前部的书架区和中后部的书写区，所述书架区包括第一凹槽、俯仰铰接设于第一凹槽的后侧壁顶部的第一支撑板以及设于第一凹槽内第一电动推杆，第一电动推杆的顶端铰接在第一支撑板的底部，第一电动推杆的底端铰接在第一凹槽的底部，所述矫正机构包括主杆、副杆和插杆，主杆的上端设有沿轴线延伸的盲孔，盲孔的底部设有第一压簧，副杆插入盲孔中且与第一压簧顶压设置，副杆沿轴线具有通孔，副杆的顶部连接横杆，横杆的两端设有扎带单元，插杆插接在第一压簧和副杆的通孔中，副杆和盲孔底部之间的插杆上具有定位挡沿，定位挡沿的外径小于弹簧内径，定位挡沿的上表面上设有用于与副杆底端端面顶压配合的压力传感器，桌面后端设有沿前后方向延伸的插孔，插孔的上下内壁上正对设置一组光线检测单元，插孔中滑动插接设置一弹性的光线挡板，光线挡板的后端连接在主杆上，光线挡板上设有在主杆向前倾斜超出设定位置时供检测光线穿过的通孔，压力传感器通过导线与桌面中的控制器采样连接，光线检测单元与控制器采样连接，控制器与第一电动推杆控制连接。
优选的，所述横杆在与副杆的通孔对应的位置具有穿孔，所述插杆的顶部具有柔性塑料材质或橡胶材质制成的轴向截面为半圆、半个椭圆或者梯形的顶压部，顶压部到穿孔上端的距离小于使用前副杆底部到压力传感器之间的距离。
优选的，所述主杆和所述桌面的后端面对应处均设有弹簧插孔，第二压簧的两端分别插接并固定在对应的弹簧插孔中。
优选的，主杆的前侧还设有挂钩，桌面的后端设有沿横向延伸的转轴和与转轴一体设置的定位板，定位板上设有一圈定位孔，桌面横向侧面上与定位孔正对的位置设置一圈销轴插孔，定位绳一端钩挂在挂钩上且另一端缠绕固定在转轴上。
优选的，所述书写区包括第二凹槽、俯仰铰接设于第二凹槽的后侧壁顶部的第二支撑板以及设于第二凹槽内第二电动推杆，第二电动推杆的顶端铰接在第二支撑板的底部，第二电动推杆的底端铰接在第二凹槽的底部，控制器位于第二凹槽中，控制器与第二电动推杆控制连接。
优选的，主杆为分体结构，包括上方的轴向截面为H形的上段以及下方的具有凸字形插头的下段，下段的下端俯仰转动铰接在桌面的后端面中部，上段的下部沿径向设有螺纹孔，螺纹孔内旋设定位螺钉。
优选的，扎带单元为一条两端可拆卸固定在横杆两端的塑料扎带或布带，或者为两条固定横杆两端的塑料扎带或布带，两条扎带或布带捆绑在一起或通过插接锁扣可拆卸插接在一起。
优选的，所述第二凹槽的前槽壁为与第二支撑板转动过程中吻合配合的弧面。
优选的，还包括座椅，座椅的椅背前表面设有筒状围板，筒状围板上滑动插接盖设盖板，盖板和椅背前表面之间设有多个压簧，筒状围板内的椅背前表面上固设多个塑料或橡胶顶杆，顶杆具有轴向截面为半圆、半个椭圆或者梯形的顶压端，顶杆长度长于围板水平宽度，且使用前顶杆的顶压端与盖板之间具有间隙，盖板上与顶杆正对的位置设有供顶杆穿过的多个圆孔，使用前盖板到椅背前表面的距离大于顶压端与盖板之间的间隙的宽度。
优选的，所述光线检测单元包括一组对射传感器，或者包括设于插孔上壁的LED灯以及设于LED灯正下方的光线传感器。
本发明的一种预防近视的坐姿矫正装置，在使用的时候，使用者先在桌前做好，调整到标准坐姿，然后用横杆上的扎带单元捆扎身体，捆扎部位具体在胸部和腋下，正常阅读时，当身体直着腰往前倾斜，主杆跟着往前转动，主杆会带动光线挡板在插孔中向前移动，当超过设定位置，光线检测单元通过光线挡板的通孔接受到光线信号并传递给控制器，控制器控制第一电动推杆收缩，将第一支撑板的前端拉入第一凹槽中，使得第一支撑板形成前低后高的斜面，书本前低后高，无法继续阅读，强制使用者回到正确的姿势范围，且在使用者回到正确的姿势范围前,第一支撑板一直保持前低后高的斜面,直到控制器接收到光线检测单元的光线被遮挡的信号后控制第一电动推杆将第一支撑板复位；当使用者不自觉的腰背肌肉松弛，在腰往后弯且头肩部竖直往下降的过程中，身体通过扎带单元带动副杆在盲孔中压缩第一压簧向下移动，当超过设定幅度，副杆底端端面顶压压力传感器，压力传感器将信号传递给控制器，控制器同样控制第一电动推杆进行上述动作过程；当使用者弯着腰往前趴，不但主杆往前转动，而且副杆会向下移动，控制器接收到任意一个信号均控制第一电动推杆收缩，将第一支撑板的前端拉入第一凹槽中，直到两个信号均消失才会控制第一电动推杆执行复位动作复位。而在俯仰方向以及竖直方向均设置一定的宽容度，在可接受的坐姿范围之内，给使用者一个身体活动的空间，更符合人体使用过程中的生理状态，使得孩子更容易接受,结构巧妙。
更进一步的,在副杆底部到达压力传感器的时候,插杆的顶压部会穿过穿孔顶压胸部,通过设置顶压部材质和最大穿出长度,在保证安全的前提下,让使用者产生不适感,防止使用者将横杆作为一个支撑身体的帮手而通过趴在横杆上偷懒。
更进一步的,主杆和桌面的后端面对应处均设有弹簧插孔，第二压簧的两端分别插接并固定在对应的弹簧插孔中,这样在标准坐姿向三种问题坐姿过度的过程中,第二压簧或被挤压或被拉伸,产生一个阻力,给使用者一个可感知的提醒,提醒使用者主动矫正姿势,这样就可以大大减少强制触发的次数,只有在使用者专注力在其他方面而对阻力毫无察觉或者偷懒并超出正确姿势范围的时候,强制矫正才会被触发。
更进一步的,定位绳在使用的时候,标准坐姿下,定位绳留出一定余量,处于松弛状态,然后通过定位销轴插接在定位孔和销轴插孔中进行定位,定位绳有两个作用,第一防止使用者过度后仰,第二对第二压簧进行保护,防止过度后仰导致第二压簧被极限拉伸后失去作用。
更进一步的,书写区设置强制矫正结构，使得使用者不仅仅在阅读的时候能够矫正姿势，在写字的时候 同样能够矫正姿势，扩大了使用的范围和灵活性。
更进一步的,主杆为分体结构，可以根据使用者不同的身高，调节主杆的高度，调整后通过定位螺钉拧紧定位即可。
更进一步的,扎带单元采用塑料扎带或布带这种弹性非常小的材质，目的是不影响使用效果的同时增加舒适性，通过插接锁扣可拆卸插接，更方便使用。
更进一步的,第二凹槽的前槽壁为与第二支撑板转动过程中吻合配合的弧面，这样在第二支撑板前端向下转动的过程中，书写用具不至于掉落第二凹槽中，在回位的后能够保持在桌面上。
更进一步的,座椅上设置强制约束的结构,当使用者腰背肌肉松弛，腰往后弯且头肩部竖直往下降的时候，盖板被向后挤压，一旦超出设定范围，顶杆的顶压端穿过圆孔顶压使用者后背，和矫正学习桌上的插杆配合，使得使用者前胸后背均被顶压，迫使使用者坐直身体。
附图说明
图1是本发明矫正学习桌的结构示意图；
图2是扎带单元的结构示意图；
图3是图1中A处的放大结构示意图；
图4是图1中B处的放大结构示意图；
图5是图1中C处的放大结构示意图；
图6是本发明座椅的结构示意图；
图7是本发明矫正学习桌和座椅的使用状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。需要说明的是，为了方便表述，实施例中相同结构的多个部件在保证清楚表达的前提下，并非都有标号。
一种预防近视的坐姿矫正装置的实施例，如图1-7所示，包括矫正学习桌和座椅，矫正学习桌包括桌腿1、桌面2、俯仰转动设置在桌面的后端面中部的矫正机构以及控制器10，矫正机构通过固定在桌面后端的套筒24以及矫正机构的转动插接在套筒24中的铰接轴11实现与桌面的俯仰转动配合，桌面包括前部的书架区和中后部的书写区，书架区用于放置要阅读的书籍，使书籍具有一定的倾斜角度，方便阅读，书架区包括第一凹槽3、通过合页俯仰铰接设于第一凹槽的后侧壁顶部的第一支撑板5以及设于第一凹槽内第一电动推杆4，第一电动推杆4的顶端铰接在第一支撑板5的底部，第一电动推杆的底端铰接在第一凹槽3的底部，第一电动推杆的大小、伸缩行程以及两端的铰接位置满足在电动推杆回缩后，第一支撑板5为前端低于后端的倾斜状态，倾斜角度可以根据需要设定，比如30°，矫正机构包括主杆12、副杆13和插杆14，主杆的上端设有沿轴线延伸的盲孔，盲孔的底部设有第一压簧20，副杆13插入盲孔中且与第一压簧顶压设置，副杆具有沿轴线延伸的通孔，副杆的顶部连接横杆16，横杆的两端设有扎带单元15，插杆14插接在第一压簧20和副杆13的通孔中，副杆和盲孔底部之间的插杆上一体设置或焊接环状定位挡沿22，定位挡沿的外径小于弹簧内径，定位挡沿的上表面上设有用于与副杆底端端面顶压配合的压力传感器23，桌面后端设有沿前后方向延伸的截面为矩形的插孔36，插孔的上下内壁上正对设置一组光线检测单元，光线检测单元包括一组对射传感器，或者包括设于插孔上壁的LED灯35以及设于LED灯正下方的光线传感器37。插孔中滑动插接设置一弹性的光线挡板25，光线挡板的后端连接在主杆上且前端为自由端，光线挡板可以为不透明橡胶材质，目的是在主杆俯仰转动的时候，光线挡板即便稍微折弯，应力也小的多，而且容易恢复形状，光线挡板上设有在主杆向前倾斜超出设定位置时供检测光线穿过的通孔38，本实施例中,通孔为长孔,目的是在超过设定位置后,能够使得控制器能够持续得到光信号,避免误判,长孔的长度不短于主杆自设定位置到主杆触碰到桌面时光线挡板移动的距离,采用带长孔的光线挡板，通过光线实现控制，与硬连接相比，几乎不受振动、自身材质等因素的影响，可靠性好，寿命长，压力传感器23通过导线与桌面中的控制器采样连接，光线检测单元通过导线与控制器采样连接，控制器10与第一电动推杆控制连接，本实施例中，连接压力传感器23的导线26可以从主杆内穿过，并粘接在光线挡板的一侧，也可以当初开孔供导线26在桌面中穿过连接控制器。
书写区包括第二凹槽9、通过合页俯仰铰接设于第二凹槽的后侧壁顶部的第二支撑板8以及设于第二凹槽内第二电动推杆7，第二电动推杆的顶端铰接在第二支撑板的底部，第二电动推杆的底端铰接在第二凹槽的底部，第二电动推杆的大小、伸缩行程以及两端的铰接位置满足在电动推杆回缩后，第二支撑板8为前端低于后端的倾斜状态，倾斜角度可以根据需要设定，比如30°，控制器10位于第二凹槽中，控制器与第二电动推杆控制连接，为了防止第二支撑板前端向下转动的过程中，书写用具不至于掉落第二凹槽中，在回位的后能够保持在桌面上，第二凹槽的前槽壁6为与第二支撑板转动过程中吻合配合的弧面；横杆16在与副杆的通孔对应的位置具有穿孔17，插杆14的顶部具有柔性塑料材质或橡胶材质制成的轴向截面为半圆、半个椭圆或者梯形的顶压部18，顶压部到穿孔上端的距离小于使用前副杆底部到压力传感器之间的距离，目的是保证在副杆底部到达压力传感器的时候,插杆的顶压部会穿过穿孔顶压胸部,通过设置顶压部材质和最大穿出长度,在保证安全的前提下,让使用者产生不适感,防止使用者将横杆作为一个支撑身体的帮手而通过趴在横杆上偷懒，本实施例中，在副杆底部到达压力传感器的时候，顶压部从穿孔中穿出的长度可以设定在1厘米。本实施例的控制逻辑比较简单,控制器为现有产品,只要能实现上述功能的均可使用,比如PLC控制器或者Intel I3、I5以及AMD的微处理器等.
主杆和桌面的后端面对应处均设有弹簧插孔27、34，第二压簧28的两端分别插接并固定在对应的弹簧插孔中，这样在标准坐姿向三种问题坐姿过度的过程中,第二压簧或被挤压或被拉伸,产生一个阻力,给使用者一个可感知的提醒,提醒使用者主动矫正姿势,这样就可以大大减少强制触发的次数,只有在使用者专注力在其他方面而对阻力毫无察觉或者偷懒并超出正确姿势范围的时候,强制矫正才会被触发。主杆的前侧还固设钢制挂钩29，桌面的后端设有沿横向延伸的转轴31和与转轴一体设置的定位板33，定位板位于桌面一侧，定位板上设有一圈定位孔32，桌面横向侧面上与定位孔正对的位置设置一圈销轴插孔(图中未显示)，定位绳30为钢丝绳，一端钩挂在挂钩29上且另一端缠绕固定在转轴上。定位绳在使用的时候,标准坐姿下,定位绳留出一定余量,处于松弛状态,然后通过定位销轴插接在定位孔和销轴插孔中进行定位,定位绳有两个作用,第一是防止使用者过度后仰,第二是对第二压簧进行保护,防止过度后仰导致第二压簧被极限拉伸后失去作用。
本实施例中，主杆为分体结构，包括上方的轴向截面为H形的上段121以及下方的具有凸字形插头123的下段122，下段的下端俯仰转动铰接在桌面的后端面中部，上段121的下部沿径向设有螺纹孔，螺纹孔内旋设定位螺钉19。主杆为分体结构，下段122的凸字形插头123插接在上段121的底部，可以根据使用者不同的身高，调节主杆的高度，调整后通过定位螺钉拧紧定位即可。
扎带单元15为两条固定横杆两端的布带151、152，两条布带通过插接锁扣可拆卸插接在一起，插接锁扣包括插接公扣154和插接母扣153，插接锁扣为现有技术，头盔、安全带等普遍使用，此处对其结构不多赘述。一条两端可拆卸固定在横杆两端的塑料扎带或布带，塑料扎带
本实施例的预防近视的坐姿矫正装置还包括座椅，座椅座椅包括支腿39、椅面46和椅背40，椅背为板状，椅背前表面设有筒状围板45，筒状围板上滑动插接盖设盖板41，盖板和椅背前表面之间设有多个压簧44，筒状围板内的椅背前表面上固设多个塑料或橡胶顶杆43，顶杆具有轴向截面为半圆、半个椭圆或者梯形的顶压端42，顶杆长度长于围板水平宽度，且使用前顶杆的顶压端与盖板之间具有间隙，盖板上与顶杆正对的位置设有供顶杆穿过的多个圆孔（图中未显示），使用前盖板到椅背前表面的距离大于顶压端与盖板之间的间隙的宽度。座椅上设置强制约束的结构,当使用者腰背肌肉松弛，腰往后弯且头肩部竖直往下降的时候，盖板被向后挤压，一旦超出设定范围，顶杆的顶压端穿过圆孔顶压使用者后背，和矫正学习桌上的插杆配合，使得使用者前胸后背均被顶压，迫使使用者坐直身体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
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