一种可保护视力的多功能新型绘图装置

本实用新型属于智能办公设备技术领域，涉及一种绘图装置，具体的说是涉及一种可保护视力的多功能新型绘图装置。

背景技术：

绘图桌是绘图员进行制图的基本办公家具，现有的绘图桌已具备桌面角度调节、桌面高度调节等功能。但由于使用规范性问题，使用过程中操作者与画板接触太近，因此会引起视觉和身体的疲劳，影响工作效率，还容易导致使用者脊柱弯曲、驼背、近视等不良后果。目前，市面上的绘图桌缺乏距离提醒、照度提醒和定时提醒的功能，使用人员只能依靠自我调节来适应绘图桌，不能满足使用需求。因此，对现有绘图装置的改进显得尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型针对现有绘图装置在使用过程中存在的不足，提出一种可保护视力的多功能新型绘图装置，具有距离提醒、照度提醒和定时提醒功能，丰富了绘图装置的使用功能，可进一步满足使用需求。

本实用新型的技术方案是：一种可保护视力的多功能新型绘图装置，包括由桌面、上支撑、底架、横梁、下支撑、抽屉和绘图板构成的装置本体；其特征在于：所述绘图板的板面上设有放置槽，所述放置槽内通过侧面螺钉固定电路盒，所述电路盒的壳体一侧面向上依次设有外接电源孔、电源开关孔、超声波发射孔、超声波接收孔和提醒发声孔，所述电路盒内固定设有电路模块，所述电路模块由超声波发射电路、超声波接收电路、信号调理电路、照度检测电路、定时振荡电路、综合控制电路、报警振荡电路和电源供电电路组成；

所述超声波发射电路由超声波发射头b1、反相器u1、反相器u4、反相器u5、或非门u2、或非门u3、电阻r1、电阻r2、电位器rp1、电容c1、电容c2连接构成；所述超声波接收电路由超声波发射头b2、反相器u6、反相器u7、反相器u8、电阻r3、电阻r4连接构成；所述信号调理电路由三极管vt1、二极管d1、二极管d2、电阻r5、电容c3、电容c4、电容c5连接构成；所述照度检测电路由光敏电阻rl、三极管vt2、三极管vt3、反相器u9、电位器rp、电阻r7、电阻r8、电阻r9连接构成；所述定时振荡电路由振荡器u10、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c6、电容c7连接组成；所述综合控制电路由与非门u11、与非门u12、与非门u13、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、二极管d3、二极管d4、二极管d5、发光二极管led1、发光二极管led2、发光二极管led3连接组成；所述报警振荡电路由或非门u14、或非门u15、电阻r17、电阻r18连接组成；所述电源供电电路由三端稳压器、9v干电池、电容连接组成。

所述超声波发射电路中超声波发射头b1型号为ucm-40t；反相器u1、反相器u4、反相器u5的型号均为cd4069；或非门u2、或非门u3为型号均为cd4001；电阻r1、电阻r2均为100kω；电位器rp1为10kω；电容c1为0.022uf，电容c2为1000pf。

所述超声波接收电路中超声波接收头b2型号为ucm-40r；反相器u6、反相器u7、反相器u8的型号均为cd4069；电阻r3阻值为1kω，电阻r4阻值为1mω。

所述信号调理电路中三极管vt1的型号为9012；二极管d1、二极管d2的型号均为in4148；电阻r5的阻值为100kω；电容c3、电容c4的电容量为0.022uf,电容c5的电容量为4.7uf。

所述照度检测电路中光敏电阻rl的型号为cd5535；三极管vt2、三极管vt3的型号均为9013；反相器u9型号为cd4069；电位器rp的阻值为10kω；电阻r7、电阻r9的阻值为3.3kω，电阻r8的阻值为10kω。

所述定时振荡电路中振荡器u1o是型号为cd4060的14级二进制串行振荡器；电阻r10的阻值为680kω，电阻r11的阻值为2mω，电阻r12的阻值为100kω，电容c6的电容量为0.22uf，电容c7的电容量为0.1uf。

所述综合控制电路中与非门u11、与非门u12、与非门u13的型号均为cd4011；电阻r13、电阻r14、电阻r15的阻值均为680ω，电阻r16的阻值为100kω；二极管d3、二极管d4、二极管d5的型号均为in4148；发光二极管led1、发光二极管led2、发光二极管led3均为φ5mm的红色发光二极管。

所述报警振荡电路中或非门u14、或非门u15的型号为cd4001；电阻r17的阻值为100kω，电阻r18的阻值为10kω；电容c8的电容量为0.047uf。

所述电源供电电路中u16是三端稳压器，型号为cw7805；gdc为9v干电池；电容c9的电容量为220uf；电容c10的电容量为100uf；电容c11的电容量为0.1uf；vcc输出+5v，给各部分电路供电。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出的一种可保护视力的多功能新型绘图装置，绘图板的板面上连接设有电路盒，电路盒内固定设有电路模块，电路模块由超声波发声电路、超声波接收电路、信号调理电路、照度检测电路、定时振荡电路、综合控制电路、报警振荡电路和电源供电电路组成，装置结构新颖，通过超声波发射和接收电路，当使用者面部与板台面距离小于35cm时，保护器发出警示音，提醒学生移动距离和纠正坐姿；通过照度检测电路，当工作环境光线亮度低于120lx时发出提示音；通过定时振荡电路，提醒使用者在工作一段时间后适当休息，本实用新型丰富传统绘图装置的使用功能，进一步满足了使用需求。

附图说明

图1为本实用新型装置整体结构示意图。

图2为本实用新型中电路盒结构示意图。

图3为本实用新型工作原理模块示意图。

图4为本实用新型中超声波发射电路。

图5为本实用新型中超声波接收电路。

图6为本实用新型中信号调理电路。

图7为本实用新型中照度检测电路。

图8为本实用新型中定时振荡电路。

图9为本实用新型中综合控制电路。

图10为本实用新型中报警振荡电路。

图11为本实用新型中电源供电电路。

图中：桌面1、上支撑2、底架3、横梁4、下支撑5、抽屉6、绘图板7、放置槽8、电路盒9、电路模块10、外接电源孔11、电源开关12、超声波发射孔13、超声波接收孔14、提醒发声孔15。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1-3所示，一种可保护视力的多功能新型绘图装置，由桌面1、上支撑2、底架3、横梁4、下支撑5、抽屉6和绘图板7构成的装置本体；绘图板7的板面上设有放置槽8，放置槽8内连接设有电路盒9，电路盒9的壳体一侧面上依次设有外接电源孔11、电源开关12、超声波发射孔13、超声波接收孔14和提醒发声孔15，电路盒9内固定设有电路模块10，电路模块10由超声波发声电路、超声波接收电路、信号调理电路、照度检测电路、定时振荡电路、综合控制电路、报警振荡电路和电源供电电路组成。

如图4所示，超声波发射电路由超声波发射头b1、反相器u1、反相器u4、反相器u5、或非门u2、或非门u3、电阻r1、电阻r2、电位器rp1、电容c1、电容c2连接构成；在门控输入脉冲(3hz)作用下，超声波发射电路由超声波发射头b1(ucm-40t)发射出40khz的超声波信号。输入ui接定时振荡器的9号脚，由此控制产生超声波。

如图5所示，超声波接收电路由超声波发射头b2、反相器u6、反相器u7、反相器u8、电阻r3、电阻r4连接构成；超声波发射头b2(ucm-40r)接收到40khz的超声波信号，经过放大送到信号调理电路。输出uo到信号调理电路。

如图6所示，信号调理电路由三极管vt1、二极管d1、二极管d2、电阻r5、电容c3、电容c4、电容c5连接构成；由d1、c3、d2、c4对输入信号进行倍压整流，输出负极性信号使vt1导通。当人的眼睛与台面的距离过小时，头部反射到接收头的超声波反射信号较强，经电路放大和倍压整流后使vt1导通输出高电平，使后面的综合控制电路发出距离提醒。

如图7所示，照度检测电路由光敏电阻rl、三极管vt2、三极管vt3、反相器u9、电位器rp2、电阻r7、电阻r8、电阻r9连接构成；当光线亮度(照度)低于120lx时，rl光敏电阻cd5535的阻值上升，vt2(9013)截止、vt3(9013)导通，输出uo为高电平，使后面的综合控制电路发出照度提醒。反之在照度高于120lx时光敏电阻cd5535的阻值下降，vt2导通、vt3截止，输出uo为低电平，关闭后面的综合控制电路里的门控电路，无提醒。

如图8所示，定时振荡电路由振荡器u10、电阻r10、电阻r11、电阻r12、电容c6、电容c7连接组成；振荡器9脚uo1输出3hz的定时振荡脉冲，一方面去控制超声波发射电路工作；另一方面送到综合控制电路里的输入ui，控制提醒。u10的3脚输出45min的定时脉冲送到综合控制电路里的输入ui3端。

如图9所示，综合控制电路由与非门u11、与非门u12、与非门u13、电阻r13、电阻r14、电阻r15、电阻r16、二极管d3、二极管d4、二极管d5、发光二极管led1、发光二极管led2、发光二极管led3连接组成；输入ui接定时振荡器uo1，输入ui1接信号调理电路输出，当调理电路输出1电平时，距离提醒发光管d3亮闪表示要增加距离纠正坐姿；输入ui2接照度检测电路输出，当照度检测输出1电平时，照度提醒发光管d4亮闪表示光线亮度嫌低；输入ui3接定电路振荡电路输出uo2，当定时时间到时，定时提醒发光管d5亮闪表示时间到，提醒休息。

如图10所示，报警振荡电路由或非门u14、或非门u15、电阻r17、电阻r18连接组成；输入ui接综合控制电路输出，由其输出控制振荡电路工作，伴随着发光二极管闪烁，压电陶瓷片发出“嘀、嘀、嘀”提示音。

如图11所示，电源供电电路由三端稳压器u16、9v干电池gdc、电容c9、电容c10、电容c11连接组成。本电路系统采用5v电源供电，两种方式：一是用9v干电池转换为+5v电源供电，见图11，u16(cw7805)为输出+5v的三端稳压器，此法适合于野外使用；二是外接5v电源模块供电，用ac220v市电，只能在有ac220v市电的地方使用。

如图1-11所示，一种可保护视力的多功能新型绘图装置工作原理：将所有电路模块集成在电路板上搭好电路后，测试其功能，确保所有电路功能符合要求；将电路板固定安装在电路盒内，并将电源开关、超声波发射头、超声波接收头、光敏电阻、距离、照度和定时提醒发光管、压电陶瓷提醒发声片位置固定，置于表面对外位置，分别连线到内部相关电路；将电路盒卡接在装置板面的放置槽里，正面朝上，侧面用螺丝固定好。电路在接通电源工作后，超声波发射器通过超声发射头发出40khz的超声信号，该超声信号通过头部(眼睛)反射到超声波接收头，经过超声波接收电路放大，再经过信号调理电路倍压和整流，输出信号到综合控制电路，如果眼睛距绘图台面的距离(这里忽略了超声波发射头、接收头、绘图台面的距离)低于35cm(通过调试电路，确认是人头部眼睛到绘图台面几何中心的距离)，则该信号驱动综合控制电路发出距离提醒；照度检测电路检测光线的亮度，当光线亮度低于120lx时，输出信号驱动综合控制电路发出照度提醒；在绘画45min钟后，定时振荡电路发出定时信号，驱动综合控制电路发出定时提醒。这些提醒都是及时提醒绘画学生调整坐姿、增加光线亮度和适当休息，以达到保护学生眼睛的目的。