智能可调课桌的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能可调课桌，包括桌面和支腿，两条支腿的中部通过连杆连接；所述支腿的顶端设置有桌面框架，桌面靠近人体的进侧端通过前后移动调节机构设置在桌面框架近端，桌面远离人体的远侧端通过俯仰调节机构与前后移动调节机构远端连接；所述桌面上设置有控制器和用于检测人体与桌面之间距离的检测机构，所述控制器的输入端连接检测机构的输出端，控制器的输出端连接前后移动调节机构和俯仰调节机构的受控端。本实用新型能够根据学生身体特征自动调节桌面与人体胸部、腿部以及头部之间的距离，并能够自动判断学生坐姿是否走形，从而使学生能够时刻保持正确坐姿，并有效预防了视力下降以及脊柱变形等问题的发生。
【专利说明】
智能可调课桌
技术领域
[0001]本实用新型涉及学习用品技术领域，特别是一种课桌。
【背景技术】
[0002]众所周知，青少年学生每天的多数时间都是在学习中度过的，长时间的学习会使身体疲劳，并导致坐姿走形，进而引起眼睛近视或者出现驼背等现象，所以问题就在于传统课桌的固定式结构无法在学生坐姿走形之后自行调节与学生身体的距离。目前市场上也有一些具备能够手动上下调节课桌高度的课桌，此类课桌大多是靠螺钉固定的，每次升降的时候都要用工具将螺钉卸下才能进行升降，而且升降后的位置也是相对单一和固定的，具有极大的不方便性。也有极少数课桌具备兼有调节高度和俯仰角度的功能，但是都需要根据学生自身主观意识来手动调节，无法起到自动修正功能。教育是面向人的事业，即便小到一张课桌一把椅子也是事关育人的大工程，中小学生正处于生长发育的黄金时期，由于传统课桌导致中小学生视力下降等问题日益突出，因此为中小学生提供一款创新性课桌已是迫在眉睫。
【发明内容】
[0003]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种能够根据学生坐姿实时调节课桌结构，以对学生起到矫正坐姿，预防视力下降的作用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。
[0005]智能可调课桌，包括桌面和位于桌面下方左右两侧的支腿，两条支腿的中部通过连杆连接;所述支腿的顶端设置有桌面框架，桌面靠近人体的进侧端通过前后移动调节机构设置在桌面框架近端，桌面远离人体的远侧端通过俯仰调节机构与前后移动调节机构远端连接;所述桌面上设置有控制器和用于检测人体与桌面之间距离的检测机构，所述控制器的输入端连接检测机构的输出端，控制器的输出端连接前后移动调节机构和俯仰调节机构的受控端。
[0006]上述智能可调课桌，所述前后移动调节机构包括滑动设置在桌面框架左右两侧滑槽中的水平滑轨以及设置在滑槽中驱动水平滑轨在滑槽中前后移动的第一伸缩机构;所述检测机构包括用于检测人体与桌面进侧端距离的第一距离传感器，第一距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第一伸缩机构的受控端，第一伸缩机构的伸缩杆与水平滑轨的一端固定连接。
[0007]上述智能可调课桌，所述俯仰调节机构包括固定设置水平滑轨远离人体远端的第二伸缩机构;所述检测机构包括用于检测人体头部与桌面远侧端之间距离的第二距离传感器，第二距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第二伸缩机构的受控端，第二伸缩机构的伸缩杆顶端与桌面远侧端底端面铰接。
[0008]上述智能可调课桌，所述支腿包括支撑杆和地脚，所述支撑杆为与控制器连接的升降调节机构，升降调节机构包括底端固定在地脚上、顶端与桌面框架底端面固定连接的第三伸缩机构;所述检测机构包括安装在桌面框架靠近人体侧的底端面上、用于检测桌面至人体腿部距离的第三距离传感器，第三距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第三伸缩机构的受控端。
[0009]上述智能可调课桌，所述第一伸缩机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构均为通过电机驱动的电动伸缩杆，控制器的输出端通过电机驱动电路连接电机的受控端。
[0010]上述智能可调课桌，所述桌面上设置有光线强度传感器，光线强度传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端通过嵌装在桌面框架中的光强调节电路连接室内灯光设备。
[0011]上述智能可调课桌，所述桌面上还设置有温湿度传感器，温湿度传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端通过嵌装在桌面框架中的开关控制电路连接室内空调设备。
[0012]上述智能可调课桌，所述桌面上放置手肘的区域分别嵌装一重量感应传感器，重量感应传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接设置在桌面框架上的报
I=II~~1.ο
[0013]由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。
[0014]本实用新型能够根据学生身体特征自动调节桌面与人体胸部、腿部以及头部之间的距离，并能够自动判断学生坐姿是否走形，从而使学生能够时刻保持正确坐姿，并有效预防了视力下降以及脊柱变形等问题的发生。本实用新型还能够实时感应光线强度变化并根据检测数据调节室内光线强度，另外为了预防和缓解身体疲劳，本实用新型还能够实时监测周围环境的温度湿度并使其维持在使身体舒适的规定范围内，为学生提供一个舒适的学习环境。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的结构不意图；
[0016]图2为本实用新型的电气原理图；
[0017]图3为本实用新型所述电机驱动电路的电路图；
[0018]图4为本实用新型所述光强调节电路的电路图；
[0019]图5为本实用新型所述开关控制电路的电路图。
[0020]其中:1.桌面，2.桌面框架，3.水平滑轨，4.支撑杆，5.地脚，6.连杆。
【具体实施方式】
[0021 ]下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。
[0022]—种智能可调课桌，其结构如图1所示，包括桌面1、桌面框架2、两根支腿和两根连杆6，两根支腿设置在桌面下方的左右两侧，两根连杆固定连接在两根支腿之间；桌面框架上设置有控制器、检测机构、前后移动调节机构和俯仰调节机构，支腿包括地脚5和支撑杆4，支撑杆4采用升降调节机构;升降调节机构设置在地脚上，桌面框架固定在升降调节机构上，前后移动调节机构设置在桌面框架上，桌面靠近人体的进侧端铰接在前后移动调节机构上，桌面远离人体的远侧端通过俯仰调节机构与前后移动调节机构远端连接。
[0023]控制器主要采用单片机控制电路，根据检测机构检测的数值控制前后移动调节机构、俯仰调节机构和升降调节机构对课桌结构进行调整。
[0024]检测机构包括第一距离传感器、第二距离传感器和第三距离传感器。第一距离传感器设置在桌面进侧端边沿，用于检测人体与桌面进侧端距离，控制器根据第一距离传感器测得的数值通过控制前后移动调节机构来调整桌面进侧端与人体之间的距离;第二距离传感器设置在桌面远端，用于检测人体头部与桌面远侧端之间的距离，控制器根据第二距离传感器测得的数值通过控制俯仰调节机构来调整桌面的俯仰角度;第三距离传感器安装在桌面框架靠近人体侧的底端面上，用于检测桌面至人体腿部之间的距离，控制器根据第三距离传感器测得的数值通过控制升降调节机构来调整桌面的高度。
[0025]前后移动调节机构，用于实现人体与桌面进侧端之间距离的调节。前后移动调节机构包括两根水平滑轨3和两套第一伸缩机构，水平滑轨滑动设置在桌面框架左右两侧的滑槽中，第一伸缩机构固定设置在滑槽的端部，第一伸缩机构的伸缩杆顶端与水平滑轨的端部固定连接。第一伸缩机构在单片机的指令下驱动水平滑轨在滑槽中前后移动，从而改变桌面进侧端与人体之间的距离。本实施例中，第一伸缩机构为通过电机驱动的电动伸缩杆，单片机根据第一距离传感器检测的信号进行计算并通过电机驱动电路连接电机的受控端，电机驱动电路的电路图如图3所示。
[0026]日常使用过程中，桌面进侧端与人体之间的距离为10?20cm时为适中，O?1cm为太近，20?40cm时为太远，超过40cm时则个认为没人。因此本实用新型中，单片机程序设定时，可根据该参数进行设置，即当桌面进侧端离人体10?20cm以内或者超过40cm时，第一伸缩机构的电机开关断开;当桌面进侧端离人体O?1cm或者20?40cm时，单片机将控制第一伸缩机构的电机闭合，调节桌面进侧端与人体的间距到10?20cm，然后第一伸缩机构的电机开关断开。
[0027]俯仰调节机构，用于实现人体头部与桌面之间距离的调节。俯仰调节机构包括第二伸缩机构，第二伸缩机构的底端固定设置水平滑轨远离人体的远端，第二伸缩机构的伸缩杆顶端与桌面远侧端底端面铰接。第二伸缩机构在单片机的指令下驱动桌面远端以桌面近端为圆心旋转，从而改变桌面的俯仰角度，进一步改变人体头部与桌面之间的距离。本实施例中，第二伸缩机构为通过电机驱动的电动伸缩杆，单片机根据第二距离传感器检测的信号进行计算并通过电机驱动电路连接电机的受控端，电机驱动电路的电路图如图3所示。
[0028]日常使用过程中，桌面与水平面之间的夹角为15°时，眼睛和肩颈手臂承受压力最小，如果此时人体与桌面的视距是45-60cm，那么此时的视角为70°，是最健康的视角，在最大程度上减少了近视和弯腰驼背的机率。而桌面与水平面之间的夹角为45°时是最佳阅读角度，学生可以靠在椅背上阅读，眼睛为书本是水平的，视角也为70度的健康视角，不必再把脖子伸出去，再低头阅读，也不用双手捧着书本，缓解视疲劳，减轻肩颈手臂压力。在距离方面，桌面的远端与人头部的距离15?60cm为太近，60?70cm为适中，70?10cm为太远，超过10cm为没人。因此本实用新型中，单片机程序设定时，可根据该参数进行设置，即当桌面远端离头部60?70cm以内或者超过10cm时，第二伸缩机构的电机开关断开；当桌面远端离头部是15?60cm或者70?10cm的距离时，单片机将控制第二伸缩机构的电机闭合，调节桌面倾角，直到远端与头部的距离60?70cm，然后电机第二伸缩机构的开关断开。
[0029]升降调节机构，用于调节桌面的高度。升降调节机构为具有伸缩功能的第三伸缩机构，第三伸缩机构的底端固定设置在地脚上，第三伸缩机构的顶端与桌面框架底端面固定连接。第三伸缩机构在单片机的指令下驱动桌面上下移动，从而改变桌面的高度。本实施例中，第三伸缩机构为通过电机驱动的电动伸缩杆，单片机根据第三距离传感器检测的信号进行计算并通过电机驱动电路连接电机的受控端，电机驱动电路的电路图如图3所示。
[0030]日常使用过程中，通过调节桌面高度以适应不同身高的学生的使用，避免由于高低不配而使学生颈部肌肉和背部肌肉处于紧张状态，引起颈肩腰部疼痛，影响孩子的生长发育；当桌面底端面与大腿的距离O?6cm为太近，7?Ilcm为适中，12?40cm为太远，超过40cm则可认为没人。因此本实用新型中，单片机程序设定时，可根据该参数进行设置，即当桌面底端面离大腿7?Ilcm以内或者超过40cm，第三伸缩机构的电机开关断开；当桌面底端面离大腿距离为O?6cm或者12?40cm时，单片机将控制第三伸缩机构的电机闭合，调节桌面底端面与大腿的间距到7?11cm，然后第三伸缩机构的电机开关断开。
[0031]本实用新型中，在桌面上还设置了光线强度传感器、温湿度传感器以及两个重量感应传感器，对应地在控制器中还设置与单片机连接的对应光线强度传感器的光强调节电路、对应温湿度传感器的开关控制电路以及对应重量感应传感器的报警装置。
[0032]光线强度传感器和光强调节电路的设置，用于调节室内光照亮度，满足学生使用需求。其中光线强度传感器实时监测周围环境的光照强度，并传输到单片机中，与在单片机中设定的参数值比对，然后单片机发出指令通过光强调节电路控制室内灯光设备的光照亮度。本实用新型中，单片机程序设定时，可根据以下参数进行设置，即当光线强度传感器检测到室内环境光照强度小于800勒克斯时，单片机控制灯光设备闭合，调高亮度；当室内环境光照强度大于800勒克斯并且小于2000勒克斯时，灯光处于较好的亮度范围内，单片机不发指令；当室内环境光照强度大于2000勒克斯时，单片机控制灯光设备闭合，降低亮度。本实施例中，光强调节电路的电路图如图4所示。
[0033]温湿度传感器和开关控制电路的设置，用于调节室内环境的温湿度，满足学生使用需求。其中温湿度传感器实时监测周围环境的温湿度，并传输到单片机中，与在单片机中设定的参数值比对，然后单片机发出指令通过开关控制电路控制室内空调设备的开启与关闭，进一步实现根据室内实际环境来进行制冷、加热、去湿及空气净化等操作，最终使室内呈现一个舒适的环境。本实用新型中，单片机程序设定时，可根据以下参数进行设置，即当温度传感器检测到室内环境温度小于5°C或大于30°C时，单片机控制空调系统闭合工作，将温度调节至5°C到30°C之间；当室内环境温度在5°C到30°C之间时，此时人处于较适宜的温度范围内，空调系统开关断开；当湿度传感器检测到室内环境湿度小于40%时，单片机控制加湿器系统闭合工作，将湿度调节到40%以上；当室内环境湿度大于70%时，单片机控制除湿器闭合开始工作，将湿度调节到70%—下；当室内环境湿度在40%到70%之间时，此时人处于较适宜的湿度范围内，加湿器和除湿器开关断开。本实施例中，光强调节电路的电路图如图5所示。
[0034]重量感应传感器和报警装置的设置，用于检测学生坐姿，当坐姿不标准时，发出警报。其中两个重量感应传感器分别感知两个胳膊肘对桌面的压力，将数值传回单片机，单片机分析两个数值之差，差值较大时单片机控制告警器开启，发出警告，提醒学生矫正坐姿。本实用新型中，单片机程序设定时，可根据以下参数进行设置，即当两个重量感应器传回的数值，经过单片机判断后，数值之差小于IMPa时，此时双肘支撑上体处于平衡的状态，不报警；当数值之差大于IMPa时，此时双肘支撑上体处于一边重一边轻的状态，坐姿走形，单片机控制报警装置动作发出警告，提醒学生矫正坐姿。
【主权项】
1.智能可调课桌，包括桌面(I)和位于桌面下方左右两侧的支腿，两条支腿的中部通过连杆(6)连接;其特征在于:所述支腿的顶端设置有桌面框架(2)，桌面靠近人体的进侧端通过前后移动调节机构设置在桌面框架近端，桌面远离人体的远侧端通过俯仰调节机构与前后移动调节机构远端连接;所述桌面上设置有控制器和用于检测人体与桌面之间距离的检测机构，所述控制器的输入端连接检测机构的输出端，控制器的输出端连接前后移动调节机构和俯仰调节机构的受控端。2.根据权利要求1所述的智能可调课桌，其特征在于:所述前后移动调节机构包括滑动设置在桌面框架左右两侧滑槽中的水平滑轨(3)以及设置在滑槽中驱动水平滑轨在滑槽中前后移动的第一伸缩机构;所述检测机构包括用于检测人体与桌面进侧端距离的第一距离传感器，第一距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第一伸缩机构的受控端，第一伸缩机构的伸缩杆与水平滑轨的一端固定连接。3.根据权利要求2所述的智能可调课桌，其特征在于:所述俯仰调节机构包括固定设置水平滑轨远离人体远端的第二伸缩机构;所述检测机构包括用于检测人体头部与桌面远侧端之间距离的第二距离传感器，第二距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第二伸缩机构的受控端，第二伸缩机构的伸缩杆顶端与桌面远侧端底端面铰接。4.根据权利要求3所述的智能可调课桌，其特征在于:所述支腿包括支撑杆(4)和地脚(5)，所述支撑杆为与控制器连接的升降调节机构，升降调节机构包括底端固定在地脚上、顶端与桌面框架底端面固定连接的第三伸缩机构;所述检测机构包括安装在桌面框架靠近人体侧的底端面上、用于检测桌面至人体腿部距离的第三距离传感器，第三距离传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接第三伸缩机构的受控端。5.根据权利要求2至4任一项所述的智能可调课桌，其特征在于:所述第一伸缩机构、第二伸缩机构和第三伸缩机构均为通过电机驱动的电动伸缩杆，控制器的输出端通过电机驱动电路连接电机的受控端。6.根据权利要求1所述的智能可调课桌，其特征在于:所述桌面上设置有光线强度传感器，光线强度传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端通过嵌装在桌面框架中的光强调节电路连接室内灯光设备。7.根据权利要求1所述的智能可调课桌，其特征在于:所述桌面上还设置有温湿度传感器，温湿度传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端通过嵌装在桌面框架中的开关控制电路连接室内空调设备。8.根据权利要求1所述的智能可调课桌，其特征在于:所述桌面上放置手肘的区域分别嵌装一重量感应传感器，重量感应传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接设置在桌面框架上的报警装置。
【文档编号】A47B41/02GK205547955SQ201620213744
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】黄柯玮
【申请人】黄柯玮