[发明专利]带有坐姿监视功能的超声波手写板

摘要

一种带有坐姿监视功能的超声波手写板，在不影响手超声波写板手写输入的功能的基础上，通过增加一套用于改变超声波检测的方向的机械装置，使超声波换能器能够或者沿手写板书写平面方向发射或接收超声波；或者向手写板前方的空间内发射超声波或接收来自该方向的超声波；使用与手写板一样的原理和技术，来测量被监测者头部的绝对或相对位置，实现坐姿监测目的。针对现有四种类型的超声手写板，本发明给出了实现在二维或者三维空间内对被监测者的头部位置实施监测的多种实施例，还给出了一个通过新增一路收发兼用的超声波换能器、实现三维空间监测的实施例。本发明大大扩展超声波手写板的使用范围，将超声波手写板的应用扩展到了学习保健方面。

主权项

1.一种带有坐姿监视功能的超声波手写板，包含有一支手写笔，由一组超声波换能器及其配合的驱动和信号处理、抬笔落笔检测电路、构成手写板主体并在其中安装换能器的外壳及结构件，以及用于控制整个系统工作的微控制器系统所构成的手写板，其中超声波发射器可以安装在手写笔中，也可以与超声波接收部分一起安装在所述的外壳之内，其特征在于：所述手写板上还包含有一套用于改变超声波检测的方向的机械装置，使所述换能器能够或者沿手写板书写平面方向发射或接收超声波；或者向手写板前方的空间内发射超声波或接收来自该方向的超声波；所述机械装置或者是下述结构中的一种，所述换能器通过所述壳体或结构件安装在该机械装置上：A.一个转轴，超声波换能器围绕该转轴旋转来改变换能器的发射和接收方向；B.一套真空或磁力吸盘，通过吸附在不同的表面上来改变换能器的发射和接收的方向；C.一套弯曲的滑轨，超声波换能器在滑轨上运动而改变换能器发射或接收的方向；D.一套安装夹具，通过改变夹持的部位或方式，来改变换能器的发射和接收的方向；或者，在超声波换能器的前方的一块反射角度可变的反射板，通过调节反射板的反射角度来改变所述换能器发射或者接收的超声波的方向；或者是所述各种结构的混合；并且，在所述手写板的电路中，还包含有一个通过I/O端口与所述微控制器系统相连接的警示告知单元；在所述的微控制器系统的非易失性存储器中，还存储有当手写板用于坐姿监测时，控制超声波发射器和接收器采集超声波在空间传播的时间、计算被监测者头部绝对或相对位置的数值计算、并判断是否需要控制所述警示告知单元动作的可执行代码；以及一组用来判断被监测者头部的位置是否在设定的警告区之内的判定参考值；所述可执行代码模块通过一个与所述微控制器相连接的开关来控制其启动。