Пристрій контролю осанки

Реферат: Пристрій контролю осанки призначений для профілактики захворювань хребта та очей у людей, які проводять багато часу за письмовим столом. Пристрій контролю осанки містить розташовані в корпусі з браслетом: датчик відстані, блок контролера, блок сигналізації з вібраційним пристроєм та елемент живлення та додатково обладнаний датчиком освітленості і містить датчик положення датчиком положення, а блок контролера містить генератор імпульсів, виконаний з можливістю утворення серій імпульсів з частотою 30-60 кГц та періодом слідування серій від 0,5 до 5 секунд. Винахід дозволить збільшити час роботи пристрою без зміни батарей, та має можливість здійснювати контроль над рівнем освітленості. UA 102941 C2 (12) UA 102941 C2 UA 102941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Об'єктом винаходу є пристрій контролю осанки, що призначений для профілактики захворювань хребта та очей у учнів шкіл, студентів та інших людей, які проводять багато часу за письмовим столом. Як правило, діти під час читання або виконання письмових робіт за столом у школі та вдома не завжди додержуються правильної осанки. Під правильною осанкою слід розуміти позу, при якій спина випрямлена, а відстань між очами і поверхнею стола, на якій розташована книга чи зошит, становить 30-40 см. У разі недотримання правильної осанки у людини можуть виникнути та розвинутися хвороби спини й очей (зокрема сколіоз та міопія), Саме тому контроль правильної осанки є надзвичайно важливим. Описаний в заявці пристрій призначений для здійснення автоматичного контролю за правильністю осанки і може бути використаний людьми будь-якого віку вдома, в навчальному закладі чи в офісі. Відомий коректор осанки, що містить блок контролера, блок індикації, чутливий елемент, розташований на пружній основі, лямки для закріплення коректора на тілі користувача (патент Росії на винахід № 2329778, МПК A61F5/00, дата публікації 27.07.2008). Головним недоліком коректора є незручність його використання, оскільки його необхідно розміщувати на спині користувача. До того ж цей коректор має неестетичний зовнішній вигляд. Коректор не може визначати рівень освітленості. Відомий пристрій контролю осанки, що містить інфрачервоний датчик, блок сигналізації з вібраційним пристроєм (патент Китаю на корисну модель № 201421650, МПК A61F9/00, дата публікації 10.03.2010). Пристрій виконаний у вигляді двох модулів: в першому, що розташовують на поверхні стола, розміщеній інфрачервоний датчик, в другому, що одягається на руку користувачем, розміщений блок сигналізації. Обидва блоки пов'язані один з одним за допомогою радіозв'язку. Недоліком пристрою є високій рівень споживання енергії через необхідність підтримання радіозв'язку між блоками, незручність у користуванні внаслідок необхідності розміщувати на столі модуль з датчиком. Крім того, пристрій не може визначати рівень освітленості робочого місця користувача. Найближчим аналогом заявленого технічного рішення є відомий пристрій контролю осанки, що містить розташовані в корпусі з браслетом: датчик відстані, блок контролера, блок сигналізації з вібраційним пристроєм та елемент живлення (патент Китаю на корисну модель № 2935216, МПК G04B47/00, G04B47/06, дата публікації 15.08.2007). Корпус пристрою виконаний у вигляді наручного годинника, блок сигналізації виконаний у вигляді вібратора. Датчик відстані виконаний на основі інфрачервоного датчика. Користувач одягає пристрій на зап'ясток руки під час читання чи писання і покладає цю руку з пристроєм на поверхню письмового стола, наприклад, притримуючи зошита. Якщо користувач надмірно нахиляється над зошитом і відстань між його очами та зошитом скорочується, то пристрій вібрацією сповіщає користувача про недостатню відстань, запобігаючи, таким чином, розвитку міопії та сколіозу. Недоліком відомого пристрою є його неекономічність. Пристрій постійно випромінює інфрачервоне випромінювання, що призводить до швидкого розряду його елементів живлення. Ще одним недоліком є неможливість автоматичного вимкнення пристрою у разі його невикористання. Можлива ситуація, коли користувач знявши пристрій із руки забуває його вимкнути. В цьому разі пристрій, продовжуючи випромінювати інфрачервоне випромінювання, досить швидко розрядить елементи живлення. Крім того, відомий пристрій не в змозі контролювати рівень освітленості. Як, відомо, недостатній рівень освітленості під час читання чи писання також є фактором розвитку міопії. Отже, відомий пристрій не придатний повною мірою для попередження розвитку цього захворювання очей. Задачею винаходу є розширення функціональних можливостей пристрою та підвищення його економічності. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої контролю осанки, що містить розташований в корпусі з браслетом блок контролера, вхід якого з'єднаний з датчиком відстані а вихід з блоком сигналізації з вібраційними пристроєм, а також елемент живлення, згідно з заявленим винаходом, пристрій додатково обладнаний датчиком освітленості та датчиком положення, з'єднаними з входами блока контролера, блок контролера містить генератор імпульсів, виконаний з можливістю утворення серій імпульсів з частотою 3060 кГц та періодом слідування серій від 0,5 до 5 секунд. Можливе виконання пристрою, в якому датчик відстані виконаний на основі інфрачервоного датчика віддзеркалючого типу. Можливе виконання пристрою, в якому пристрій обладнаний мікроперемикачем, розташованим на корпусі і з'єднаним з елементом живлення. Можливе виконання пристрою, в якому браслет виконаний гнучким та -подібним. 1 UA 102941 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Можливе виконання пристрою, в якому блок сигналізації додатково обладнаний принаймні одним світловим індикатором. Технічним результатом винаходу є зниження енергоспоживання, а отже, збільшення часу роботи пристрою без зміни батарей, що досягається за рахунок оснащення блока контролера генератором імпульсів, який дозволяє датчику відстані працювати в більш економічному імпульсному режимі. Додатково, завдяки обладнанню пристрою датчиком освітленості стає можливим здійснення контролю над рівнем освітленості, що дозволяє підвищити ефективність попередження розвитку міопії у користувача. Оснащення пристрою датчиком положення дозволяє автоматично вимикати пристрій, якщо він впродовж визначеного часу не знаходиться у горизонтальному положенні (тобто, не знаходиться на поверхні стола під час писання користувачем). При цьому -подібна форма гнучкого браслету не дозволяє покласти пристрій у горизонтальному положенні, якщо користувач зніме його з руки. Оснащення блока сигналізації світловим індикатором дозволяє забезпечити інформування користувача не лише шляхом подавання вібраційних сигналів, а також і з допомогою світлових сигналів. Це, наприклад, може бути корисно для інформування вчителя про те, що користувач (учень) сидить занадто схилившись над зошитом. Виконання датчика відстані на основі на основі інфрачервоного датчика віддзеркалючого типу дозволяє підвищити точність визначення відстані пристроєм. Заявлений пристрій проілюстрований кресленнями: фіг. 1 - блок-схема пристрою; фіг. 2 - варіант виконання пристрою у корпусі наручного годинника; фіг. 3 - графік утворення імпульсів генератором пристрою. Пристрій контролю осанки містить блок контролера 1, вхід якого з'єднаний з датчиком відстані 2, а вихід з блоком сигналізації 3, до складу якого входять вібраційний пристрій 4 та світловий індикатор 5. Пристрій додатково обладнаний датчиком освітленості 6 та датчиком положення 7. Виходи датчиків 6 та 7 з'єднані з входами блока контролера 1. Пристрій також обладнаний елементом живлення 8 та мікроперемикачем 9, що розташований на корпусі 11 і з'єднаний з елементом живлення 8. Блок контролера 1 обладнаний вбудованим генератором імпульсів 10, що виконаний з можливістю утворення серій імпульсів з частотою 30-60 кГц та періодом слідування серій від 0,5 до 5 секунд. Блок контролера 1 побудований на відомому з рівня техніки мікропроцесорі. Режими роботи мікропроцесора задаються шляхом програмування на стадії виробництва пристрою. Датчик відстані 2 може бути виконаний на основі інфрачервоного датчика віддзеркалючого типу. Складові пристрою 1-10 розміщені в корпусі 11, що з'єднаний з гнучким браслетом 12 подібної форми, обладнаним застібкою 13. Розглянемо роботу пристрою при виконанні датчика відстані 2 на основі інфрачервоного датчика віддзеркалючого типу. Користувач одягає пристрій в корпусі 11 з браслетом 12 на зап'ясток руки до початку читання чи писання і покладає цю руку з пристроєм на поверхню письмового стола, наприклад, притримуючи зошита. При одяганні браслету 12 -подібної форми на руку кінці браслету 12 стягуються застібкою 13. При розміщенні руки на столі пристрій розташовується в приблизно горизонтальному положенні. В цьому положенні спрацьовує датчик положення 7, вмикаючи генератор імпульсів 10. Генератор імпульсів 10, що входить до складу контролера 1, генерує серії імпульсів з частотою 30-60 кГц та періодом слідування серій від 0,5 до 5 секунд для керування інфрачервоним передавачем інфрачервоного датчика відстані 2. Якщо користувач надмірно нахиляється над столом інфрачервоне випромінювання відбивається від користувача і викликає появу імпульсів на виході інфрачервоного приймача датчика відстані 2. Якщо, користувач залишається в такій позі більш ніж визначений період часу (наприклад, 3 секунди), блок контролера 1 вмикає блок сигналізації 3, який, в свою чергу, вмикає вібраційний пристрій 4 та/або світловий індикатор 5, сповіщаючи користувача про необхідність виправити осанку і збільшити відстань між очами і столом, розігнувши спину. Разом із цим пристрій весь час здійснює контроль рівня освітленості за допомогою датчика освітленості 6. В разі зниження освітленості блок контролера 1 вмикає блок сигналізації 3, який за допомогою вібраційного пристрою 4 та/або світлового індикатора 5 сповіщає користувача про недостатній рівень освітленості. 2 UA 102941 C2 5 10 15 Світловий індикатор 5 дозволяє інформувати не лише користувача пристрою про неправильну осанку чи недостатній рівень освітлення, а й оточуючих людей. Це, наприклад, може бути корисно для інформування вчителя про те, що користувач (учень) сидить занадто схилившись над зошитом. За рахунок того, що інфрачервоний передавач датчика відстані 2 випромінює під час роботи не безперервно, а в імпульсному режимі з великим періодом слідування серій імпульсів (від 0,5 до 5 секунд), споживання електроенергії пристроєм суттєво зменшується, що дозволяє значно збільшити ресурс роботи елемента живлення 8. При знятті пристрою з руки, кінці браслету 12 розходяться під дією сил пружності матеріалу, і він знов набуває -подібної форми. В знятому стані пристрій з розстібнутим браслетом 12 подібної форми неможливо покласти горизонтально, він одразу змінить своє положення, що призведе до спрацювання датчика положення 7, який автоматичне вимкне пристрій. У разі виконання пристрою з мікроперемикачем 9 на корпусі 11, користувач має можливість включити пристрій вручну за допомогою цього мікроперемикача 9. Крім того, блок контролера 1 може бути запрограмований на роботу в декількох режимах, перемикання між якими може бути здійснено користувачем також за допомогою мікроперемикача 9. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 1. Пристрій контролю осанки, що містить розташований в корпусі з браслетом блок контролера, вхід якого з'єднаний з датчиком відстані, а вихід - з блоком сигналізації з вібраційними пристроєм, а також елемент живлення, який відрізняється тим, що додатково обладнаний датчиком освітленості та датчиком положення, з'єднаними з входами блока контролера, який містить генератор імпульсів, виконаний з можливістю утворення серій імпульсів з частотою 3060 кГц та періодом слідування серій від 0,5 до 5 секунд. 2. Пристрій контролю осанки за п. 1, який відрізняється тим, що датчик відстані виконаний на основі інфрачервоного датчика віддзеркалючого типу. 3. Пристрій контролю осанки за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій обладнаний мікроперемикачем, розташованим на корпусі і з'єднаним з елементом живлення. 4. Пристрій контролю осанки за п. 1, який відрізняється тим, що браслет виконаний гнучким та -подібним. 5. Пристрій контролю осанки за п. 1, який відрізняється тим, що блок сигналізації додатково обладнаний принаймні одним світловим індикатором. 3 UA 102941 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4