课堂智能防睡椅的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种课堂智能防睡椅，包括椅架、座板和背靠，所述座板中部两侧分别与椅架中部两侧相铰接，所述背靠固定安装在椅架上部，所述椅架中部两侧对称设置有竖直的滑槽，所述滑槽内穿设有用于卡住座板后部以使座板前部可承重的横杆，所述滑槽旁侧开设有斜孔，所述斜孔内设置有用于卡住横杆以使座板处于水平状态的插销，所述插销下端与固定在椅架上的电磁铁相连接以驱动插销倾斜上下运动，所述电磁铁通过继电器与单片机电性连接，所述单片机还电性连接有超声波传感器。该课堂智能防睡椅能有效对上课睡觉的学生做出防睡动作，从而提高学生的课堂效率，具有设计新颖、结构简单、动作噪声小等优点。
【专利说明】课堂智能防睡椅
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种课堂智能防睡椅。
【背景技术】
[0002]课堂的听课质量是学生学习的关键，但是随着数字信息化时代的进程，手机与电脑占据学生的大部分时间与精力。由于一部分学生熬夜玩游戏，经常性在课堂上睡觉，严重影响他人的听课效率，同时在一定程度上影响老师上课的心情，导致整堂课的教学质量下降，影响其他学生的学习。因此，课堂的椅子需要有防睡装置才能解决学生课堂上睡觉的问题。
[0003]目前，大多数的防睡装置设计是采用齿轮机构、凸轮机构等，这些装置普遍利用对椅面底部产生的力大于人坐在椅面上的重力对睡觉的同学做出反应。但是，往往由于人的重力太大导致这些装置对椅面反应的效果不明显，且噪声大，影响课堂的正常秩序。
实用新型内容
[0004]为了克服现有椅子防睡装置的不足，本实用新型的目的在于提供一种设计新颖、结构简单、动作噪声小且防睡效果好的课堂智能防睡椅。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:一种课堂智能防睡椅，包括椅架、座板和背靠，所述座板中部两侧分别与椅架中部两侧相铰接，所述背靠固定安装在椅架上部，所述椅架中部两侧对称设置有竖直的滑槽，所述滑槽内穿设有用于卡住座板后部以使座板前部可承重的横杆，所述滑槽旁侧开设有斜孔，所述斜孔内设置有用于卡住横杆以使座板处于水平状态的插销，所述插销下端与固定在椅架上的电磁铁相连接以驱动插销倾斜上下运动，所述电磁铁通过继电器与单片机电性连接，所述单片机还电性连接有超声波传感器。
[0006]进一步的，所述椅架包含两椅腿，所述椅腿底部设置有与地面固定连接的固定底盘，所述椅腿中部设置有向前伸出以与座板中部旁侧相铰接的支撑架。
[0007]进一步的，所述椅架中部设置有向后伸出的连接板，所述电磁铁经螺栓安装在连接板上。
[0008]进一步的，所述椅架中部还设置有固定的滑轮架和活动的拉杆，所述滑轮架上安装有滑轮，所述插销下端还连接有拉绳，所述拉绳另一端绕过滑轮后与拉杆下端相连接。
[0009]进一步的，所述背靠两边经固定片安装在椅架上部。
[0010]进一步的，所述单片机和超声波传感器安装在背靠后侧。
[0011]与现有的椅子防睡技术相比，本实用新型具有以下优点:该课堂智能防睡椅采用单片机、超声波传感器等来驱动由滑槽、横杆、插销和电磁铁组成的机械结构，能有效对上课睡觉的学生做出防睡动作，从而提高学生的课堂效率，具有设计新颖、结构简单、动作噪声小等优点。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步详细的说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型实施例的主视图。
[0014]图2为图1中滑槽处的局部放大图。
[0015]图3为本实用新型实施例的左视图。
[0016]图4为本实用新型实施例的俯视图。
[0017]图5为本实用新型实施例的原理框图。
[0018]图中:1_椅架，101-椅腿，102-固定底盘，103-支撑架，2-座板，3-背靠，4-滑槽，5-横杆，6-斜孔，7-插销，8-电磁铁，9-单片机，10-超声波传感器，11-固定片，12-铰接孔，13-连接板，14-螺栓，15-滑轮架，16-拉杆，17-滑轮，18-拉绳。
【具体实施方式】
[0019]如图1飞所示，一种课堂智能防睡椅，包括椅架1、座板2和背靠3，所述座板2中部两侧分别与椅架I中部两侧相铰接，所述背靠3固定安装在椅架I上部，所述椅架I中部两侧背面对称设置有竖直的滑槽4，所述滑槽4内穿设有用于卡住座板2后部以使座板2前部可承重的横杆5，所述滑槽4旁侧开设有斜孔6，所述斜孔6内设置有用于卡住横杆5以使座板2处于水平状态的插销7，所述插销7下端与固定在椅架I上的电磁铁8相连接以驱动插销7倾斜上下运动，所述电磁铁8通过继电器与单片机9电性连接，所述单片机9还电性连接有超声波传感器10。
[0020]在本实施例中，该课堂智能防睡椅由现有的教室座椅改进而成，即椅架I包含两椅腿101，所述椅腿101底部焊接有与地面固定连接的固定底盘102，所述椅腿101中部焊接有向前伸出以与座板2中部旁侧相铰接的支撑架103，即座板2两侧铰接于两个支撑架103的铰接孔12之间，将现有的座板2加长以能够伸到横杆5后面10-15cm左右，当人坐在座板2上时，所述横杆5限制座板2后部向上翻起。所述单片机9和超声波传感器10安装在背靠3后侧，所述背靠3两边经固定片11安装在椅架I上部，所述椅腿101、座板2、背靠3、固定底盘102和支撑架103构成了整个座椅的主体结构。
[0021]在本实施例中，所述椅架I (即椅腿101)中部焊接有向后伸出的连接板13，所述电磁铁8经螺栓14安装在连接板13上，所述插销7焊接在电磁铁8的衔铁上。当电磁铁8的线圈通电时，所述衔铁被电磁铁8的铁芯往下吸，进而带动插销7倾斜向下运动离开横杆5上方，此时横杆5可在滑槽4内自由向上运动；当电磁铁8的线圈断电时，所述衔铁在电磁铁8的弹簧作用下复位，进而带动插销7倾斜向上运动，以限制横杆5向上运动。
[0022]在本实施例中，为了便于手动恢复横杆5位置，所述椅架I中部还设置有固定的滑轮架15和活动的拉杆16，所述滑轮架15 —端焊接在椅腿101中部，另一端安装有滑轮17 ；所述插销7下端还连接有绕过滑轮17的拉绳18，所述拉绳18为弹性绳；所述拉杆16中部铰接于支撑架103上，上端设置有便于拉动的把手，下端与拉绳18另一端相连接。当横杆5位于插销7上方时，拉动拉杆16上端的把手，所述拉杆16下端通过拉绳18带动插销7倾斜向下运动离开横杆5下方，此时若座板2前部没有人的重力作用，横杆5则由于自身重力作用而回路在滑槽4底部；当松开拉杆16上端的把手时，所述插销7复位又卡住横杆5，整个座椅全部复位。
[0023]在本实施例中，该课堂智能防睡椅的工作原理如下:当超声波传感器10判断坐在座板2上的学生入睡时，将信号传到单片机9 ;单片机9控制继电器闭合使电磁铁8通电产生作用，此时插销7被向下拉出，横杆5失去插销7对它的阻挡力，横杆5往上运动，座板2后部向上翻起，座板2前部向下翻转一定角度，座椅出现不适合睡觉的状态，使坐在座板2上睡觉的学生瞬间醒来。
[0024]其中，超声波传感器10判断坐在座板2上的学生是否入睡的原理如下:学生上课时坐在椅子上不可能一直不动，因此只要学生有动作，超声波传感器10就会检测到动作产生的声音变化，单片机9就不会发出闭合继电器的信号；当学生睡着时，超声波传感器10在长时间内(例如15飞Os)就检测不到声音变化，单片机9将会触发继电器闭合。同时考虑到课堂环境，有的学生喜欢靠背听课，还有学生与课桌之间的距离，单片机9控制超声波传感器10的检测距离为离背靠5?8cm。
[0025]其中，单片机9的控制原理如下:超声波传感器10将采集信号传给单片机9，单片机9发出通电信号，控制电磁铁8的衔铁瞬间吸合于铁芯上，并通电Hs，使插销7往外抽，横杆5失去阻挡，座板2前端受人的重力而向下翻动，倾斜一定角度，使坐在座板2上的学生醒来。当座位上的学生醒来后，将座板2前端往上翻转，学生通过拉杆16手动操作插销7，使得横杆5由于重力作用回落到滑槽4底部。
[0026]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【权利要求】
1.一种课堂智能防睡椅，包括椅架、座板和背靠，所述座板中部两侧分别与椅架中部两侧相铰接，所述背靠固定安装在椅架上部，其特征在于:所述椅架中部两侧对称设置有竖直的滑槽，所述滑槽内穿设有用于卡住座板后部以使座板前部可承重的横杆，所述滑槽旁侧开设有斜孔，所述斜孔内设置有用于卡住横杆以使座板处于水平状态的插销，所述插销下端与固定在椅架上的电磁铁相连接以驱动插销倾斜上下运动，所述电磁铁通过继电器与单片机电性连接，所述单片机还电性连接有超声波传感器。
2.根据权利要求1所述的课堂智能防睡椅，其特征在于:所述椅架包含两椅腿，所述椅腿底部设置有与地面固定连接的固定底盘，所述椅腿中部设置有向前伸出以与座板中部旁侧相铰接的支撑架。
3.根据权利要求1或2所述的课堂智能防睡椅，其特征在于:所述椅架中部设置有向后伸出的连接板，所述电磁铁经螺栓安装在连接板上。
4.根据权利要求1或2所述的课堂智能防睡椅，其特征在于:所述椅架中部还设置有固定的滑轮架和活动的拉杆，所述滑轮架上安装有滑轮，所述插销下端还连接有拉绳，所述拉绳另一端绕过滑轮后与拉杆下端相连接。
5.根据权利要求1或2所述的课堂智能防睡椅，其特征在于:所述背靠两边经固定片安装在椅架上部。
6.根据权利要求1所述的课堂智能防睡椅，其特征在于:所述单片机和超声波传感器安装在背靠后侧。
【文档编号】A47B39/00GK204232563SQ201420657837
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】林琪, 张翔, 吴睿, 肖利良, 吕彩萍, 叶海鹏, 赖毓斌 申请人:福建农林大学