陈玉瑜，乔生红，陆宇辉

（常州纺织服装职业技术学院机电学院，江苏 常州 213164）

0 引言

如今，中小学生的学业任务较为繁重，处于成长期的青少年每天进行长时间的伏案学习[1]，常会在学习过程中出现身体不自觉前倾的情况，而他们的肌肉力量远低于成年人，当坐姿不正时，就会带来严重的脊柱、颈椎问题，视力也会受到很大的影响，无论是对身形还是健康都是极为不利的[2]。针对该种情况，市场上推出了一系列的坐姿矫正装置，主要有物理坐姿矫正器和智能坐姿矫正器两大类，具体如下。

（1）智能坐姿矫正器

智能坐姿矫正器有穿戴式、书写笔式和坐垫式等[3]，利用智能声波、红外线等测距原理，采用智能语音提示、灯光提示或久坐提示，敦促孩子矫正姿势，舒适性较物理坐姿矫正器好，但价格都比较高[4]。

（2）物理坐姿矫正器

物理坐姿矫正器价格便宜，主要为桌架式，属于强制矫正，使用时需要配合孩子身高、桌椅高度和坐姿矫正器的高度进行，如果两个高度没有调好，就会很不舒服，这时孩子会移开或“躲着”矫正器，另外取东西的时候还要把矫正器移到一边，所以市面上出现的桌架式坐姿矫正器普遍存在独立性差、携带不方便，稳固性不好的缺陷，普适性和使用便捷性也不高[5]。

为了解决上述问题，本文讨论了一款触碰报警坐姿矫正器的设计，该矫正器结构简单、使用方便、普适性较强、价格便宜，可对不良坐姿起到很好地矫正、提醒效果。

1 总体设计

该碰触报警坐姿矫正器由基板、微动轻触开关、扬声器、电源和桌面连接装置组成，电源和扬声器分别设在基板的两端，数个微动轻触开关沿基板的长度方向均布在基板中间部位且相互之间并联连接，在基板的背面两端分别设有一个桌面连接装置用来和桌面进行连接。图1所示为坐姿矫正器的结构，图2所示为坐姿矫正器与桌子进行装配后的结构。

图1 坐姿矫正器结构

图2 坐姿矫正器与桌子进行装配后的结构

2 主体部分设计

如图1所示，在基板正面中间部位沿其长度方式均布数个开关装配凹槽，微动轻触开关通过螺钉连接在开关装配凹槽内，该微动轻触开关可以选择6×6、开关柄为50 mm的四脚立式微动轻触开关。

基板一端的电源由2节1.5 V 7号碱性干电池组成，采用强力免钉胶将电池盒固定在矫正器基板之上；基板的另一端安装扬声器，扬声器的型号可根据基板的大小进行选择，一般可选用8Ω0.5 W，直径2.3 cm的扬声器，并采用强力免钉胶将扬声器外壳固定在基板之上。

3 桌面连接装置设计

桌面连接装置是用来将坐姿矫正器与桌面连接起来的装置，由上夹板、下夹板、导向槽和螺栓螺母组件组成[6]，上夹板通过L型连接板固定在基板顶部，并且其底面与基板顶面齐平，使得装置与桌面固定后，基板顶面不会高出桌面以影响学生写字或进行其他活动；导向槽固定在基板背面，在下夹板的内侧面设有与导向槽适配的导向块，下夹板可沿导向槽进行纵向滑动来调整上下夹板之间的距离[7]，上夹板和下夹板间以螺栓螺母组件进行连接，由于上下夹板间的距离可以调整，所以该桌面连接装置可以与不同厚度的桌面进行装配，并且拆装很简单[8]。

在上夹板顶面用于装配螺栓的位置设有凹陷的连接槽，当桌面连接装置与桌面连接后，螺栓顶部陷在连接槽内，低于上夹板的顶面，避免螺栓顶部突出上夹板表面而意外划伤使用者。图3所示为图1沿A－A方向的剖视图。由于上夹板突出于桌面设置，所以为了更好地保护使用者，上夹板上除底面外均包覆有橡胶层，如图1所示。

图3 图1沿A－A方向的剖视图

4 电路设计

当使用者在学习过程中出现身体不自觉前倾的情况时，只要身体与课桌之间的距离小于约50 mm时，身体就会压迫微动轻触开关，使相应被压迫的微动轻触开关闭合，电路接通，扬声器即会发出“滴滴滴”的报警声，提醒孩子及时端正坐姿。图4所示为微动轻触开关的电路连接。

图4 微动轻触开关的电路

5 结束语

本文通过分析市面上现有坐姿矫正器的优缺点，根据中小学学生坐姿礼仪标准，从主体装置、桌面连接装置、电路等方面详细设计了一款触碰报警坐姿矫正器。当孩子身体靠近课桌距离小于一个拳头（大约50 mm）时，其会发出“滴滴滴”的报警声，提醒孩子时刻保持正确地坐姿。该矫正器结构简单，可靠性好，灵敏度度高，制作成本低，可适用于不同厚度桌面的装配需求，整体安装和拆卸过程简单，整体便携性好，具有较强的实用性及较好的市场推广价值。