基于Kinect技术的智能办公系统的制作方法

本发明涉及办公系统，更确切地说涉及一种基于Kinect技术的智能办公系统。

背景技术：

随着人类科学技术的不断发展，计算机、电视机、摄像机、照相机等家用电器设备在人们日常生活中越来越普及，人们经常使用计算机来了解外面的信息以及进行学习，计算机已经成为人们生活不可缺少的组成部分。

目前青年和中年人大多数工作都在办公室进行，坐姿是最基本最普通的工作姿势。医学研究表明，久坐与不良坐姿与职业性肌肉骨骼疾病如椎间盘突出、颈椎病有密切关系，甚至还会引起糖尿病、中风、心脏病等各种慢性疾病的发生。而由于各种原因，大多数人很难长时间保持正确坐姿，并且很多工作者都有久坐不起的习惯，严重损害人体健康。笔记本放置在办公桌上办公时，无法调节它的高度，办公人员一般都是低着头工作，容置引发颈椎病。市面上也出现一些笔记本电脑支架，但这些支架基本上都是手动调节的，用户根据自己的使用习惯进行调节，无法科学地判断用户的坐姿是否标准，还是无法达到健康科学地办公。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种基于Kinect技术的智能办公系统，该办公系统能够根据用户的坐姿灵活地调整笔记本电脑支架的水平高度和角度，使用户使用笔记本电脑保持正确的坐姿。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于Kinect技术的智能办公系统，包括办公桌、笔记本电脑支架、能调节水平高度和旋转角度的位置调节装置、Kinect传感器及控制器；所述的位置调节装置、Kinect传感器均安装在所述的办公桌上；所述的笔记本电脑支架安装于所述的位置调节装置上；所述的位置调节装置、Kinect传感器均与所述的控制器电连接。

采用以上结构后，本发明的基于Kinect技术的智能办公系统，与现有技术相比，具有以下优点：

由于本发明的基于Kinect技术的智能办公系统包括位置调节装置及Kinect传感器，所述的Kinect传感器可以监控用户的颈椎角和腰椎角，如此便可判断用户在使用 电脑办公时是否保持正确的坐姿，若用户坐姿不正确，控制器通过位置调节装置使用户被动地将自己的坐姿调整到正确的位置，使用非常方便，调节效果也较理想。

作为改进，所述的位置调节装置包括底座、转盘及第一升降装置；所述的底座设于所述的办公桌上，所述的底座内设有第一转动装置；所述的转盘连接在所述的第一转动装置的输出端；所述的第一升降装置设于所述的转盘上；所述的笔记本电脑支架连接在所述的第一升降装置上；所述的第一转动装置和第一升降装置均与所述的控制器电连接。采用此种结构后，转动装置结构简单，组装方便。

作为改进，所述的升降装置包括第一气缸；所述的第一气缸设于所述的转盘上，所述的笔记本电脑支架与所述的第一气缸的活塞杆相连接；所述的第一气缸与所述的第一气源相连接；所述的第一气缸与第一气源之间设有第一电磁阀块，所述的第一电磁阀块与所述的控制器电连接。采用此种结构后，结构简单，组装和控制都较方便。

作为改进，所述的办公桌上设有第一容置腔，所述的笔记本电脑支架和位置调节装置均容置在所述的第一容置腔内；所述的笔记本电脑支架的上表面与所述的办公桌的上表面持平。采用此种结构后，笔记本电脑支架在不使用时可以隐藏在第一容置腔内，能够合理利用办公桌的空间。

作为改进，所述的办公桌上设有第二容置腔，所述的第二容置腔内设有第二升降装置，所述的Kinect传感器连接在所述的第二升降装置上；所述的第二升降装置与所述的控制器电连接。采用此种结构后，Kinect传感器不使用时可以隐藏在第二容置腔内，能够合理利用办公桌的空间。

作为改进，所述的第二容置腔的腔底设有第二转动装置，所述的第二升降装置设于所述的第二转动装置的输出端，所述的第二转动装置与所述的控制器电连接。采用此种结构后，能够旋转Kinect传感器的角度，从而调整Kinect传感器的监控区域，使Kinect传感器能够更好地监控用户。

作为改进，所述的第二升降装置包括第二气缸，所述的第二气缸连接在所述的第二转动装置的输出端，所述的Kinect传感器与所述的第二气缸的活塞杆相连接；所述的第二气缸与所述的第二气源相连接；所述的第二气缸与第二气源之间设有第二电磁阀块，所述的第二电磁阀块与所述的控制器电连接。采用此种结构后，结构简单，组装和控制都较方便。

作为改进，所述的Kinect传感器位于所述的笔记本电脑支架的前方斜对角的位置处。采用此种结构后，Kinect传感器设置在笔记本电脑支架的前方斜对角的位置处， 监控效果更加。

作为改进，所述的笔记本电脑支架包括底板及活动板；所述的底板安装在位置调节装置上，所述的活动板的一端与所述的底板的一端铰接；所述的活动板的背面设有支撑柱，所述的支撑柱的一端铰接在所述的活动板的背面；所述的底板上设有用于容置所述的支撑柱的下端的支撑槽。采用此种结构后，所述的笔记本电脑支架结构简单，使用方便，需要使用时，只要将活动板支撑起来便可，使用非常方便。

作为改进，所述的支撑槽内设有多个档条，多个档条将所述的支撑槽分成多格。采用此种结构后，用户可以根据需要在调节活动板的倾斜度，支撑柱的另一端支撑在不同的档条上，活动板的倾斜程度也不同。

附图说明

图1是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的主视结构示意图。

图2是图1中A部分的放大结构示意图。

图3是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的另一状态的结构示意图。

图4是图3中B部分的放大结构示意图。

图5是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的俯视结构示意图。

图6是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的另一状态的俯视结构示意图。

图7是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的笔记本电脑支架的结构示意图。

图8是本发明的基于Kinect技术的智能办公系统的笔记本电脑支架的底板的结构示意图。

图9是图5中C部分的放大结构示意图。

图中所示：1、办公桌，1.1、第一通孔，1.2、第二通孔，2、笔记本电脑支架，3、Kinect传感器，4、底座，5、转盘，6、第一气缸，7、第一容置腔，8、第一容纳箱，9、第二容置腔，9.1、限位台阶，10、第二容纳箱，11、第二气缸，12、拼接板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

请参阅图1至图6所示，本发明的基于Kinect技术的智能办公系统，包括办公桌1、笔记本电脑支架2、能调节水平高度和旋转角度的位置调节装置、Kinect传感器3、控制器(未示出)及控制面板(未示出)；所述的位置调节装置、Kinect传感器3均安装在所述的办公桌1上；所述的笔记本电脑支架2安装于所述的位置调节装置上；所述的位置调节装置、Kinect传感器3、控制面板均与所述的控制器电连接。所述的 控制面板上设有开关，所述的位置调节装置、Kinect传感器3及控制器均通过所述的开关来启动。

Kinect传感器3为现有技术，在市场上能够购买得到。Kinect传感器包括红外投影机、彩色摄像头、红外摄像头、呈线性排列的阵列麦克风、CMOS红外传感器及处理器。彩色摄像头用于提供RGB彩色射频图像，红外摄像机用于向被照射物体发生红外线，并由红外摄像头接收红外线。其工作原理是：由红外摄像机的普通激光源投射出一道激光阵列，激光穿透磨砂玻璃和红外线滤光片，投射在被照射物体上形成红外光斑。投射范围覆盖整个摄像头的视野范围。红外摄像头接收红外光斑图像，并将红外编码数据流传输给处理器。处理器负责处理红外影响，逐帧生成准确的场景深度图像流。Kinect传感器采用主动测距传感技术，结合光编码技术从灰阶的深度图片解析出物体与CMOS红外传感器之间的距离。CMOS红外传感器将侦测到的3D深度图像，寻找图像中可能为人体的“大”字形物体。分别分割策略将人体从背景环境中分离出来，运用泊松算法对边缘进行优化，最后用随机决策决策树和森林算法识别出逐像素信息，将所有信息汇集起来形成骨架关节的三维坐标。Kinect传感器利用骨骼识别基础模块还设计有颈椎角、腰椎角检测系统，根据人体上半身12个骨骼关节数据，便能计算出人体的颈椎角和腰椎角。

所述的位置调节装置包括底座4、转盘5及第一升降装置。所述的底座4设于所述的办公桌1上，所述的底座4内设有第一转动装置。所述的转盘5连接在所述的第一转动装置的输出端；所述的第一升降装置设于所述的转盘5上；所述的笔记本电脑支架2连接在所述的第一升降装置上；所述的第一转动装置和第一升降装置均与所述的控制器电连接。所述的第一转动装置包括驱动电机及变速器，所述的驱动电机的输出端与所述的变速器的输入端连接，所述的变速器的输出端与所述的转盘连接。驱动电机工作带动转盘转动。

所述的第一升降装置包括第一气缸6；所述的第一气缸6设于所述的转盘5上，所述的笔记本电脑支架2与所述的第一气缸6的活塞杆相连接；所述的第一气缸6与所述的第一气源(未示出)相连接；所述的第一气缸6与第一气源之间设有第一电磁阀块(未示出)，所述的第一电磁阀块与所述的控制器电连接。所述的控制器控制所述的第一电磁阀块工作，所述的第一电磁阀块控制所述的第一气缸的活塞杆运动，气缸的工作原理为现有技术，在此不再赘述。所述的第一气源为小型气泵，所述的小型气泵与所述的控制器连接。

所述的办公桌1上设有第一容置腔7，所述的笔记本电脑支架2和位置调节装置均容置在所述的第一容置腔7内；所述的笔记本电脑支架2的上表面与所述的办公桌1的上表面持平。所述的办公桌1上设有第一通孔1.1，所述的第一通孔1.1的下端连接有第一容纳箱8，所述的第一容纳箱8的箱口与所述的第一通孔1.1的下端口固定连接。所述的第一通孔1.1与第一容纳箱8内腔形成所述的第一容置腔7。

所述的办公桌1上设有第二容置腔9，所述的第二容置腔9内设有第二升降装置，所述的Kinect传感器3连接在所述的第二升降装置上；所述的第二升降装置与所述的控制器电连接。所述的办公桌1上设有第二通孔1.2，所述的第二通孔1.2的下端连接有第二容纳箱10，所述的第二容纳箱10的箱口与所述的第二通孔1.2的下端口固定连接。所述的第二通孔1.2与第二容纳箱10内腔形成所述的第二容置腔9。

所述的第二容置腔9的腔底设有第二转动装置，所述的第二升降装置设于所述的第二转动装置的输出端，所述的第二转动装置与所述的控制器电连接。所述的第二转动装置包括驱动电机及变速器，所述的驱动电机的输出端与所述的变速器的输入端连接，所述的变速器的输出端与所述的Kinect传感器3连接。驱动电机工作带动Kinect传感器3转动。

所述的第二升降装置包括第二气缸11，所述的第二气缸11连接在所述的第二转动装置的输出端，所述的Kinect传感器3与所述的第二气缸11的活塞杆相连接；所述的第二气缸11与所述的第二气源(未示出)相连接；所述的第二气缸11与第二气源之间设有第二电磁阀块(未示出)，所述的第二电磁阀块与所述的控制器电连接。所述的控制器控制所述的第二电磁阀块工作，所述的第二电磁阀块控制所述的第二气缸的活塞杆运动，气缸的工作原理为现有技术，在此不再赘述。所述的第二气源为小型气泵，所述的小型气泵与所述的控制器连接。所述的第一气源和第二气源可以为同一个小型气泵，通过两条管路分别与第一气缸6和第二气缸11相连接。

所述的第二容置腔9内设有用于对所述的Kinect传感器3进行限位的限位台阶9.1。所述的Kinect传感器3的上侧连接有拼接板12，所述的拼接板12的材质可以与所述的办公桌1的桌面的材质相同，当第二气缸11的活塞回位后，所述的Kinect传感器3隐藏到第二容置腔9内且抵在所述的限位台阶9.1上。所述的拼接板12的上表面与所述的办公桌1的上表面相平，这样可以将Kinect传感器3很好地隐藏在第二容置腔9内。在Kinect传感器3不使用的情况下，不影响办公桌1的使用。

所述的Kinect传感器3位于所述的笔记本电脑支架2的前方斜对角的位置处。本 具体实施例中，所述的Kinect传感器3位于所述的笔记本电脑支架2的前方右对角的位置处，这样，结合第二转动装置，使Kinect传感器3的监控区域能够正对用户，监控效果更佳。

请参阅图7至图9所示，所述的笔记本电脑支架2包括底板2.1及活动板2.2；所述的底板2.1安装在位置调节装置上，所述的活动板2.2的一端与所述的底板2.1的一端铰接；所述的活动板2.2的背面设有支撑柱2.3，所述的支撑柱2.3的一端铰接在所述的活动板2.2的背面；所述的底板2.1上设有用于容置所述的支撑柱2.3的下端的支撑槽2.4。所述的支撑槽2.4内设有多个档条2.5，多个档条2.5将所述的支撑槽2.4分成多格。所述的档条2.5的高度小于所述的支撑槽2.4的深度，活动板2.2与底板2.1合起来时，所述的支撑柱2.3容置在支撑槽2.4内且搭在所述的档条2.5上。所述的活动板2.2的前端设有挡板槽2.6，所述的挡板槽2.6内设有挡板2.7，所述的挡板2.7的一侧铰接在所述的挡板槽2.6的一侧上。所述的挡板槽2.6的另一侧设有手指槽2.8。挡板用于挡住笔记本电脑不从活动板2.2上滑落下来。笔记本电脑收起时，所述的挡板2.7放置在挡板槽2.6内。需要撑起挡板2.7时，手指通过手指槽2.8将挡板从挡板槽2.6内抠起来，使用非常方便。

所述的第一升降装置和第二升降装置也可以用液压系统来代替，通过液压缸来实现升降。所述的第一升降装置和第二升降装置还可以用螺杆、螺杆套及驱动电机的结构，即螺杆受驱动电机驱动，螺杆套螺纹配合在螺杆外，驱动电机工作便可带动螺杆套的上下运动，结构简单且可靠，成本低。

本发明一种基于Kinect技术的智能办公系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、按下开关，抬升笔记本电脑支架和Kinect传感器，具体包括以下步骤：

S11、启动所述的位置调节装置抬升笔记本电脑支架到办公桌上；启动第二升降装置抬升Kinect传感器到办公桌上；笔记本电脑支架距离办公桌面2CM的位置处，Kinect传感器距离办公桌面5CM的位置处。

S12、启动第二转动装置将Kinect传感器旋转一定的角度。本具体实施例中，所述的Kinect传感器位于用户的右对角处，Kinect传感器便向左旋转35°-55°角，最佳为45°角。

S13、启动Kinect传感器，所述的Kinect传感器开始实时监控用户的颈椎角和腰椎角。

S2、当所述的Kinect传感器检测到用户的颈椎前倾角度超出设定的范围并维持时间t1时，所述的控制器控制位置调节装置将所述的笔记本电脑支架抬升一定的高度。颈椎角前倾角度范围为不大于18°。t1为10-20分钟，最佳为15分钟。抬升高度为1CM。此步骤检测用户是否适应笔记本电脑支架的高度，针对不同的用户调节笔记本电脑支架到最佳的高度，即用户在工作时颈椎角维持在不大于18°的范围。

S3、当所述的Kinect传感器检测到用户的腰椎左倾角度超出设定的范围并维持时间t2时，所述的控制器控制位置调节装置将所述的笔记本电脑支架向右旋转一定的角度；腰椎左倾角度为不大于18°。T2为30-50分钟，最佳为40分钟。右旋转5-15°，10°为最佳。

S4、当所述的Kinect传感器检测到用户的腰椎左倾角度处于设定的范围内时，所述的控制器控制位置调节装置将所述的笔记本电脑支架旋转至初始状态。笔记本电脑支架一开始是正对用户的，所述的初始状态是指笔记本电脑正对用户的状态。

S5、当所述的Kinect传感器检测到用户的腰椎右倾角度超出设定的范围并维持时间t3时，所述的控制器控制位置调节装置将所述的笔记本电脑支架向左旋转一定的角度；腰椎右倾角度为不大于18°。T3为30-50分钟，最佳为40分钟。左旋转5-15°，10°为最佳。

S6、当所述的Kinect传感器检测到用户的腰椎右倾角度处于设定的范围内时，所述的控制器控制位置调节装置将所述的笔记本电脑支架旋转至初始状态。笔记本电脑支架一开始是正对用户的，所述的初始状态是指笔记本电脑支架正对用户的状态。

S7、按动控制面板上的“停止工作”开关，控制器控制所述的Kinect传感器关闭。

S8、控制器控制第一转动装置和第一升降装置运行使笔记本电脑支架回位到初始位置，所述的初始位置是笔记本电脑支架容置在第一容置腔内的位置状态。

S9、控制器控制第二转动装置和第二升降装置运行使Kinect传感器回位到初始位置，所述的初始位置是所述的Kinect传感器容置在第二容置腔内的位置状态。