專利名稱：一種眼部肌肉鍛煉裝置和眼部肌肉鍛煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視力保健領(lǐng)域，涉及一種眼部肌肉鍛煉的裝置及對應(yīng)的眼部肌肉鍛煉的方法。
背景技術(shù)：
近視已經(jīng)成為青少年中一種患病率極高的眼部疾病，導(dǎo)致近視的原因有很多，客觀上有遺傳、體質(zhì)不良、營養(yǎng)不良等原因，而對比國內(nèi)近二、三十年青少年近視率以及當(dāng)前國外青少年的近視發(fā)病率就可發(fā)現(xiàn)，用眼習(xí)慣不良是導(dǎo)致近視最普遍的原因，用眼習(xí)慣不良包括用眼過度、坐姿不端正、觀看電視電腦屏幕時(shí)間過長、不注意用眼環(huán)境等。人的眼睛， 像其他人體器官一樣也需要適當(dāng)?shù)男菹⒑湾憻?，才能保持健康，閉眼休息是讓眼部肌肉放松的一種方法；針對目前青少年近視普遍發(fā)生的現(xiàn)狀，除了培養(yǎng)良好的用眼習(xí)慣外，還需要加強(qiáng)眼睛的鍛煉，主要是針對眼部肌肉的鍛煉，增強(qiáng)眼部肌肉力量，加大眼睛的調(diào)節(jié)能力。 眼部肌肉力量增強(qiáng)，不但可以幫助人們保持和恢復(fù)視力，還可以增加眼睛的明亮程度，展示良好的精神面貌?，F(xiàn)有技術(shù)中的眼部肌肉鍛煉的裝置及方法，通常是基于光學(xué)或機(jī)械原理，通過反復(fù)調(diào)節(jié)裝置中設(shè)有的透鏡，使得使用者的視力聚焦點(diǎn)可以不斷地在視網(wǎng)膜前和視網(wǎng)膜后移動(dòng)，這些裝置雖然可以達(dá)到鍛煉眼部肌肉的目的，但是這些基于光學(xué)或機(jī)械原理的裝置通常是體積較大，攜帶不便，使用時(shí)受環(huán)境、時(shí)間等條件限制，使用者難以及時(shí)和堅(jiān)持使用，而且價(jià)格較高，對一般家庭來說是一個(gè)不小的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種由單片機(jī)控制的眼部肌肉鍛煉的裝置和眼部肌肉鍛煉的方法，可以鍛煉使用者的眼部肌肉，加強(qiáng)眼部睫狀肌肌肉力量，增強(qiáng)調(diào)節(jié)晶狀體的能力，從而達(dá)到改善使用者視力的目的，適用于近視發(fā)病初期即假性近視的兒童。方法如下本發(fā)明實(shí)施例提供的裝置包含一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)臂，轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端安裝LED發(fā)光二極管，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂圍繞頭部做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用者的視力集中在發(fā)光二極管上，以此引導(dǎo)眼球轉(zhuǎn)動(dòng)，盡力拉伸眼部肌肉，達(dá)到鍛煉眼部肌肉的效果。轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)既能夠避開身體，又能讓視力焦點(diǎn)盡可能落在使用者盡力調(diào)節(jié)眼部肌肉才能看到的地方。為解決上述問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種眼部肌肉鍛煉的裝置，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、LED 發(fā)光二極管、齒條運(yùn)動(dòng)槽、齒輪及齒條、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制電路及操作面板、支撐桿伸縮桿及高度調(diào)節(jié)緊固部件。轉(zhuǎn)動(dòng)臂，轉(zhuǎn)動(dòng)臂為一“L”型中空連桿，“L”型連桿的兩段長均約25CM，直角連接，在固定在減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，在減速直流電機(jī)帶動(dòng)下作圓周運(yùn)動(dòng)。LED發(fā)光二極管，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，用于引導(dǎo)視力焦點(diǎn)。齒條運(yùn)動(dòng)槽、齒輪及齒條，齒條嵌入齒條運(yùn)動(dòng)槽中，步進(jìn)電機(jī)軸帶動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒條轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條做水平移動(dòng)。
角度傳感裝置，用于測量當(dāng)前減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度，并將信號(hào)傳送給控制電路。減速直流電機(jī)，為轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力。步進(jìn)電機(jī)，為齒條在運(yùn)動(dòng)槽內(nèi)平移提供動(dòng)力?？刂齐娐芳安僮髅姘澹刂齐娐肥且粋€(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，收集轉(zhuǎn)動(dòng)臂位置信息，控制減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂按照預(yù)先設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)軌跡作有規(guī)律運(yùn)動(dòng)，并可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)置顯示及操作。支撐桿、伸縮桿及高度調(diào)節(jié)緊固部件為整個(gè)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供支撐，并可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行高度調(diào)整。本裝置的主要運(yùn)動(dòng)軌跡是這樣的使用者靠墻站立，本裝置與使用者面對面放置， 轉(zhuǎn)動(dòng)臂以其眉心為圓心，圍繞頭部做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂由減速直流電流驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度約 6rpm。減速直流電機(jī)固定于齒條遠(yuǎn)離步進(jìn)電機(jī)一端，由步進(jìn)電機(jī)通過齒輪帶動(dòng)齒條做水平方向移動(dòng)，即面向頭部做前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)臂在人體的肩部上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條向頭部方向前進(jìn)，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端盡量貼近墻壁(不接觸)，在向頭部正上方方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端又逐漸遠(yuǎn)離墻壁，到達(dá)正上方后，又向靠近墻壁方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)郊绮课恢脮r(shí)，齒條后退，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)避開人的身體，但又要盡量貼近身體。在轉(zhuǎn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)過程中，使用者的視力焦點(diǎn)始終集中在運(yùn)動(dòng)臂末端LED發(fā)光二極管上。本裝置進(jìn)行眼部肌肉鍛煉的方法是這樣的第一步，調(diào)節(jié)支撐架高度，使減速直流電機(jī)軸心高度與使用者眉心高度一致；第二步，特征位置預(yù)設(shè)。特征位置分為四個(gè)，分別為左肩上、右肩上、頭頂正上方、胸前正下方，在此簡稱為左、右、上、下，轉(zhuǎn)動(dòng)臂工作時(shí)，其圓周軌跡被四個(gè)特征位置分為四段，每段運(yùn)行軌跡由控制器根據(jù)上、下、左、右四個(gè)位置信息進(jìn)行計(jì)算后控制步進(jìn)電機(jī)及減速直流電機(jī)，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂按照計(jì)算軌跡運(yùn)動(dòng)；第三步，設(shè)定鍛煉方案，本裝置提供3種鍛煉方案，分別為初級、中級、高級，每種方案由4組運(yùn)動(dòng)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)臂順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)10-15圈稱為1組；第四步，啟動(dòng)裝置進(jìn)行眼部肌肉鍛煉，輔以語音提示及工作狀態(tài)顯示。本發(fā)明實(shí)施例具有以下效果1、本發(fā)明裝置的適用對象是近視發(fā)病初期的兒童，在本發(fā)明之前，轉(zhuǎn)圈訓(xùn)練由家長操作，引導(dǎo)兒童的視力焦點(diǎn)移動(dòng)，容易產(chǎn)生引導(dǎo)不穩(wěn)定、不規(guī)范以及操作者的疲勞。2、家長可以在旁觀察孩子在眼部肌肉鍛煉中眼球的運(yùn)動(dòng)，便于監(jiān)督指導(dǎo)，對自覺的孩子可以不用家長陪伴自行開啟裝置鍛煉。3、純物理方法，對人體無任何不良影響。4、相對于現(xiàn)有基于機(jī)械或光學(xué)的設(shè)備來說，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例--的側(cè)視圖2是本發(fā)明實(shí)施例--的正視圖3是本發(fā)明實(shí)施例--的俯視圖4是本發(fā)明實(shí)施例--的應(yīng)用示意圖
圖5是本發(fā)明實(shí)施例二二的側(cè)視圖。
其中圖1 :1、轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端(LED發(fā)光二極管)；2、轉(zhuǎn)動(dòng)臂；3、減速直流電機(jī)；4、齒條；5、齒輪；6、伸縮桿；7、高度調(diào)節(jié)緊固螺絲；8、控制電路及操作顯示面板；9、支撐桿；15、旋轉(zhuǎn)角度傳感器。圖2 :2、轉(zhuǎn)動(dòng)臂；6、伸縮桿；9、支撐桿；10、齒條運(yùn)動(dòng)槽；11、步進(jìn)電機(jī)。圖3 :2、轉(zhuǎn)動(dòng)臂；3、減速直流電機(jī)；4、齒條；11、步進(jìn)電機(jī)。圖4 13、使用者；14、本發(fā)明實(shí)施例裝置。圖5 :1、轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端(LED發(fā)光二極管)；2、轉(zhuǎn)動(dòng)臂；3、減速直流電機(jī)；4、齒條；5、齒輪；6、伸縮桿；7、高度調(diào)節(jié)緊固螺絲；8、控制電路及操作顯示面板；9、支撐桿；16、距離傳感
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具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)用的場景如圖4所示，使用者靠墻站立，本發(fā)明裝置放置在其正前方，裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)臂以其眉心為圓心，轉(zhuǎn)動(dòng)臂圍繞頭部做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂由減速直流電流驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度約6rpm。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使用者的視力聚焦點(diǎn)始終集中在運(yùn)動(dòng)臂末端LED 發(fā)光二極管，從而帶動(dòng)眼球向不同方向有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)，使眼部肌肉不斷的收縮和放松，起到鍛煉眼部睫狀肌的作用，并以此加強(qiáng)眼部肌肉力量，增強(qiáng)調(diào)節(jié)晶狀體的能力。要達(dá)到訓(xùn)練的效果，轉(zhuǎn)動(dòng)臂的末端即視力焦點(diǎn)的位置在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要盡量的靠近墻面(假設(shè)人是靠墻站立的)，但需要考慮上方及下方的特殊情況下方，即當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到肩膀及肩膀以下時(shí)，要避開身體但又要貼近身體轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)到肩膀上方時(shí)，先要靠近墻面，然后轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端要逐漸向遠(yuǎn)離墻面的方向移動(dòng)一定的距離，因?yàn)樵谡戏郊爸車?，如果轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端貼近墻面，人眼不可能看到。因此，本發(fā)明提供兩種實(shí)施例解決轉(zhuǎn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)問題。實(shí)施例一本發(fā)明實(shí)施例提供一種眼部肌肉鍛煉的裝置，側(cè)視圖如圖1所示，正視圖如圖2所示，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、LED發(fā)光二極管、齒條移動(dòng)平臺(tái)、齒輪及齒條、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制電路及操作面板、支撐架及高度調(diào)節(jié)緊固部件。轉(zhuǎn)動(dòng)臂2，轉(zhuǎn)動(dòng)臂為一“L”型中空連桿，“L”型兩段長均約25CM，直角連接，在固定在減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，在減速直流電機(jī)帶動(dòng)下作圓周運(yùn)動(dòng)。減速直流電機(jī)3，為轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，使用減速直流電機(jī)是為控制轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由控制電路控制。LED發(fā)光二極管1，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，用于引導(dǎo)視力焦點(diǎn)。齒條4，齒條嵌入齒條移動(dòng)槽，步進(jìn)電機(jī)軸帶動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒條轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條做水平移動(dòng)。齒輪5，安裝與步進(jìn)電機(jī)軸，步進(jìn)電機(jī)在控制電路的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)。齒條運(yùn)動(dòng)槽10，用于安裝齒條，齒條嵌入齒條運(yùn)動(dòng)槽，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)齒輪傳遞將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒條在槽內(nèi)水平移動(dòng)。角度傳感裝置15，用于測量當(dāng)前減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度，并將信號(hào)傳送給控制電路。當(dāng)使用者對本裝置進(jìn)行初始設(shè)置時(shí)，需要將轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)到幾個(gè)特定位置，同時(shí)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)使轉(zhuǎn)動(dòng)臂前進(jìn)或后退，并記錄該位置的角度數(shù)據(jù)、步進(jìn)步數(shù)等信息，為本裝置計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)臂軌跡提供基準(zhǔn)信息。步進(jìn)電機(jī)11，為齒條在齒條運(yùn)動(dòng)槽內(nèi)平移提供動(dòng)力，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條帶動(dòng)減速直流電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)臂做前進(jìn)或后退的運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂在下方時(shí)避開人的身體，在上方時(shí)朝墻面方向逐漸遠(yuǎn)離或靠近，達(dá)到使用者盡力運(yùn)動(dòng)眼球才能看到轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端LED發(fā)光二極管的效果?？刂齐娐芳安僮髅姘?，控制電路是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，收集旋轉(zhuǎn)角度傳感器信息，由控制器根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)臂的角度進(jìn)行計(jì)算后，控制減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂按照預(yù)先設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)軌跡及規(guī)律運(yùn)動(dòng)，并可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)設(shè)置顯示及操作。當(dāng)進(jìn)行初始設(shè)置時(shí)，通過操作面板及旋轉(zhuǎn)角度傳感器的反饋，控制轉(zhuǎn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)到上下左右四個(gè)指定位置，在每個(gè)位置，操作步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)或后退，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端(LED發(fā)光二極管)到達(dá)目力盡力所能到達(dá)的位置，并記錄該位置信息。在正常使用時(shí)，可以通過操作面板選擇轉(zhuǎn)動(dòng)方案， 或者在使用時(shí)臨時(shí)暫?；騿?dòng)。伸縮桿6，伸縮桿上端作為步進(jìn)電機(jī)及齒條運(yùn)動(dòng)槽平臺(tái)的支撐，用于調(diào)節(jié)高度使之與使用者的高度匹配。支撐桿9，為整個(gè)裝置提供支撐。高度調(diào)節(jié)緊固螺絲7，調(diào)節(jié)伸縮桿高度，并將其緊固在支撐桿上。本發(fā)明實(shí)施例的眼部肌肉鍛煉方法的步驟是這樣的第一步，調(diào)節(jié)支撐架高度，使減速直流電機(jī)軸心高度與使用者眉心高度一致。第二步，特征位置預(yù)設(shè)。特征位置分為四個(gè)，分別為左肩上、右肩上、頭頂正上方、 胸前正下方，在此簡稱為左、右、上、下，預(yù)設(shè)方法如下按預(yù)設(shè)按鈕，進(jìn)入預(yù)設(shè)程序，選擇四個(gè)位置的其中一個(gè)，手動(dòng)操作控制面板，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂到達(dá)指定位置，按確認(rèn)按鈕進(jìn)行確定，接著操作步進(jìn)電機(jī)按鈕，使步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)或后退，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端(LED發(fā)光二極管)到達(dá)目力盡力所能到達(dá)的位置，然后確定，控制電路記錄位置該位置信息，然后依次以相同方法設(shè)置其他三個(gè)位置信息。轉(zhuǎn)動(dòng)臂工作時(shí)，其圓周軌跡被四個(gè)特征位置分為四段，每段運(yùn)行軌跡由控制器根據(jù)上、下、左、右四個(gè)位置信息進(jìn)行計(jì)算后控制步進(jìn)電機(jī)及減速直流電機(jī)使轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)按照計(jì)算結(jié)果的軌跡運(yùn)動(dòng)。第三步，設(shè)定鍛煉方案，本裝置提供3種鍛煉方案，分別為初級，中級，高級，每種方案由4組運(yùn)動(dòng)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)臂順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)10-15圈稱為1組，具體如下初級運(yùn)動(dòng)方案10-12圈為1組，順時(shí)針轉(zhuǎn)一組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，停止。也可從逆時(shí)針開始，順逆時(shí)針交替。中級運(yùn)動(dòng)方案15圈為一組，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止。高級運(yùn)動(dòng)方案15圈為一組，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止，在每組運(yùn)動(dòng)中，隨機(jī)插入進(jìn)行2-3次往返， 即如順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)某位置，停止，隨即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1-2秒，然后恢復(fù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第四步，啟動(dòng)裝置進(jìn)行眼部肌肉鍛煉，輔以語音啟動(dòng)提示及工作狀態(tài)顯示。本發(fā)明實(shí)施例及眼部肌肉鍛煉方法具有以下效果
1、本發(fā)明裝置的適用對象是近視發(fā)病初期的兒童，在本發(fā)明之前，轉(zhuǎn)圈訓(xùn)練由家長操作，引導(dǎo)兒童的視力焦點(diǎn)移動(dòng)，容易產(chǎn)生引導(dǎo)不穩(wěn)定、不規(guī)范以及操作者(家長)的疲勞。2、家長可以在旁觀察孩子在眼部肌肉鍛煉中眼球的運(yùn)動(dòng)，便于監(jiān)督指導(dǎo)，對自覺的孩子可以不用家長陪伴自行開啟裝置鍛煉。3、純物理方法，對人體無任何不良影響。4、相對于現(xiàn)有基于機(jī)械或光學(xué)的設(shè)備來說，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，成本低。實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例提供一種眼部肌肉鍛煉的裝置，側(cè)視圖如圖5所示，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、 LED發(fā)光二極管、距離傳感器、齒條運(yùn)動(dòng)槽、齒輪及齒條、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制電路及操作面板、支撐架及高度調(diào)節(jié)緊固部件。轉(zhuǎn)動(dòng)臂2，轉(zhuǎn)動(dòng)臂為一“L”型中空連桿，“L”型兩段長均約25CM，直角連接，在固定在減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，在減速直流電機(jī)帶動(dòng)下作圓周運(yùn)動(dòng)。LED發(fā)光二極管1，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，用于引導(dǎo)視力焦點(diǎn)。減速直流電機(jī)3，為轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力，使用減速直流電機(jī)是為控制轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)速度，由控制電路控制。距離傳感器16，安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，用于測量轉(zhuǎn)動(dòng)臂距離墻壁及人體的水平距離， 并將獲得的信號(hào)送至控制器。齒條4，齒條嵌入齒條移動(dòng)槽，步進(jìn)電機(jī)軸帶動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒條轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)齒條做水平移動(dòng)。齒輪5，安裝于步進(jìn)電機(jī)軸，步進(jìn)電機(jī)在控制電路的控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)。齒條運(yùn)動(dòng)槽10，用于安裝齒條，齒條嵌入齒條運(yùn)動(dòng)槽，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)齒輪傳遞將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒條在槽內(nèi)水平移動(dòng)。角度傳感裝置15，用于測量當(dāng)前減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角度，并將信號(hào)傳送給控制電路。當(dāng)使用者對本裝置進(jìn)行初始設(shè)置時(shí)，需要將轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)到幾個(gè)特定位置，同時(shí)調(diào)整步進(jìn)電機(jī)使轉(zhuǎn)動(dòng)臂前進(jìn)或后退，并記錄該位置的角度數(shù)據(jù)、步進(jìn)步數(shù)等信息，為本裝置計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)臂軌跡提供基準(zhǔn)信息。步進(jìn)電機(jī)11，為齒條在齒條運(yùn)動(dòng)槽內(nèi)平移提供動(dòng)力，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒條帶動(dòng)減速直流電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)臂做前進(jìn)或后退的運(yùn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂在下方時(shí)避開人的身體，在上方時(shí)朝墻面方向逐漸遠(yuǎn)離或靠近，達(dá)到使用者盡力運(yùn)動(dòng)眼球才能看到轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端LED發(fā)光二極管的效果?？刂齐娐芳安僮髅姘?，控制電路是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，收集旋轉(zhuǎn)角度傳感器信息、距離傳感器信息，由控制器根據(jù)當(dāng)前的轉(zhuǎn)動(dòng)臂的角度及距離信息，對比預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)動(dòng)臂軌跡，控制減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂按照預(yù)先設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)軌跡及規(guī)律運(yùn)動(dòng)， 并可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)方案設(shè)置顯示及操作。在正常使用時(shí)，可以通過操作面板選擇轉(zhuǎn)動(dòng)方案，或者在使用時(shí)臨時(shí)暫?；騿?dòng)。伸縮桿6，伸縮桿上端作為步進(jìn)電機(jī)及齒條運(yùn)動(dòng)槽平臺(tái)的支撐，用于調(diào)節(jié)高度使之與使用者的高度匹配。
支撐桿9，為整個(gè)裝置提供支撐。高度調(diào)節(jié)緊固螺絲7，調(diào)節(jié)伸縮桿高度，并將其緊固在支撐桿上。本裝置進(jìn)行眼部肌肉鍛煉的方法是這樣的第一步，調(diào)節(jié)支撐架高度，使減速直流電機(jī)軸心高度與使用者眉心高度一致。第二步，設(shè)定鍛煉方案，本裝置提供3種鍛煉方案，分別為初級，中級，高級，每種方案由4組運(yùn)動(dòng)構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)臂順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)10-15圈稱為1組，具體如下初級運(yùn)動(dòng)方案10-12圈為1組，順時(shí)針轉(zhuǎn)一組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，停止。也可從逆時(shí)針開始，順逆時(shí)針交替。中級運(yùn)動(dòng)方案15圈為一組，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止。高級運(yùn)動(dòng)方案15圈為一組，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止，在每組運(yùn)動(dòng)中，隨機(jī)插入進(jìn)行2-3次往返， 即如順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)某位置，停止，隨即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1-2秒，然后恢復(fù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第三步，啟動(dòng)裝置進(jìn)行眼部肌肉鍛煉，輔以語音啟動(dòng)提示。
權(quán)利要求
1.一種眼部肌肉鍛煉的裝置，其特征在于，包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、LED發(fā)光二極管、齒條運(yùn)動(dòng)槽、齒輪及齒條、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制電路及操作面板、支撐桿、伸縮桿及高度調(diào)節(jié)緊固部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)臂為一“L”型中空連桿，在固定在減速直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，在減速直流電機(jī)帶動(dòng)下作圓周運(yùn)動(dòng)；LED發(fā)光二極管安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，由控制器控制LED發(fā)光二極管發(fā)光，引導(dǎo)視力焦點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于減速直流電機(jī)固定于齒條一端，齒條由齒輪驅(qū)動(dòng)，做前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)減速直流電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)沿垂直于圓周面的方向前進(jìn)或后退；齒輪安裝于步進(jìn)電機(jī)軸，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)軸帶動(dòng)齒輪做圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)齒條轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)固定在齒條的直流電機(jī)及轉(zhuǎn)動(dòng)臂做水平方向的前進(jìn)或后退。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于控制電路用于收集轉(zhuǎn)動(dòng)臂當(dāng)前位置信息，輸出控制減速直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的信號(hào)；控制電路的核心是一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，在啟動(dòng)及轉(zhuǎn)動(dòng)過程中能接受啟動(dòng)、暫停、預(yù)設(shè)、步進(jìn)前進(jìn)、后退、直流電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)操作命令，并顯示當(dāng)前狀態(tài)，有語音提示功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于支撐桿為整個(gè)裝置提供支撐，伸縮桿插入支撐桿內(nèi)，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行高度調(diào)整，調(diào)整到位后，高度調(diào)節(jié)緊固部件將其固定在支撐桿上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于，還包括距離傳感器，安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端，用于測量轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端與墻面、人體的水平距離，并將傳感信號(hào)送至控制器，作為控制器輸入信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的眼部肌肉鍛煉裝置，其特征在于本裝置使用時(shí)，使用者靠墻站立，本裝置與使用者面對面放置，轉(zhuǎn)動(dòng)臂以其眉心為圓心，圍繞頭部做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂轉(zhuǎn)速約6rpm。轉(zhuǎn)動(dòng)臂在人體的肩部上方轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條向頭部方向前進(jìn)，使轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端盡量貼近墻壁(不接觸)，在向頭部正上方方向轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)臂末端又逐漸遠(yuǎn)離墻壁，到正上方后，又向靠近墻壁方向移動(dòng)，當(dāng)?shù)郊绮课恢脮r(shí)，齒條后退，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)避開人的身體，但又要盡量貼近身體。在轉(zhuǎn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)過程中，使用者的視力焦點(diǎn)始終集中在運(yùn)動(dòng)臂末端LED發(fā)光二極管上。
8.—種眼部肌肉的鍛煉方法，其特征在于，包括以下步驟第一步，準(zhǔn)備，包括調(diào)節(jié)權(quán)利1所述裝置的支撐架高度；第二步，設(shè)置特征位置，選擇鍛煉方案；第三步，設(shè)定鍛煉方案；第四步，啟動(dòng)完成一次4組眼部肌肉訓(xùn)練。
9.根據(jù)權(quán)利13所述的鍛煉方法，其特征在于特征位置分為四個(gè)，分別為左肩上、右肩上、頭頂正上方、胸前正下方，在此簡稱為左、右、上、下。轉(zhuǎn)動(dòng)臂工作時(shí)，其圓周軌跡被四個(gè)特征位置分為四段，每段運(yùn)行軌跡由控制器根據(jù)上、下、左、右四個(gè)位置信息進(jìn)行計(jì)算后控制步進(jìn)電機(jī)、減速直流電機(jī)按照計(jì)算的軌跡運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利13所述的鍛煉方法，其特征在于鍛煉方案分別為初級，中級，高級3種，每種方案由4組運(yùn)動(dòng)構(gòu)成。初級運(yùn)動(dòng)方案1組為10-12圈，順時(shí)針轉(zhuǎn)一組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，停止。也可從逆時(shí)針開始，順逆時(shí)針交替；中級運(yùn)動(dòng)方案一組為15圈，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止；高級運(yùn)動(dòng)方案一組為15圈，順時(shí)針1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，再順時(shí)針轉(zhuǎn)1組，休息片刻，逆時(shí)針轉(zhuǎn)15圈，停止，在每組運(yùn)動(dòng)中，隨機(jī)插入進(jìn)行2-3次往返，即如順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)某位置，停止，隨即逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)1-2秒，然后恢復(fù)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
全文摘要
一種眼部肌肉鍛煉裝置和眼部肌肉鍛煉方法。本發(fā)明屬于視力保健領(lǐng)域，發(fā)明一種由單片機(jī)控制的眼部肌肉鍛煉的裝置及對應(yīng)的眼部肌肉鍛煉的方法。本發(fā)明裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)臂、LED發(fā)光二極管、齒條運(yùn)動(dòng)槽、齒輪及齒條、旋轉(zhuǎn)角度傳感器、減速直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、控制電路及操作面板、支撐桿伸縮桿及高度調(diào)節(jié)緊固部件，以單片機(jī)為核心的控制電路采集轉(zhuǎn)動(dòng)臂位置信息，控制減速直流電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)臂做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)根據(jù)當(dāng)前位置做水平前進(jìn)或后退，引導(dǎo)使用者的視力焦點(diǎn)圍繞頭部做運(yùn)動(dòng)，按照鍛煉方法控制轉(zhuǎn)動(dòng)臂按照特定的軌跡運(yùn)動(dòng)，鍛煉使用者的眼部肌肉，增強(qiáng)晶狀體的調(diào)節(jié)能力，從而達(dá)到改善使用者視力的目的。
文檔編號(hào)A61H5/00GK102551999SQ20121006355
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者袁菊明 申請人:嘉興學(xué)院