一种可自动调节斜度的升降桌及其控制方法与流程

本发明属于升降桌技术领域，具体涉及一种可自动调节斜度的升降桌及其控制方法。

背景技术：

升降桌现在已经普遍使用，一般配备二个按键，分别控制上升和下降，实际使用时必须手动控制，高度调整也要多次调整后才能够达到舒适高度，使用起来较为繁琐；而且现有的升降桌对颈椎病、近视等由不良的久坐习惯所带来的毛病缺乏针对性的预防措施。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种可自动调节斜度的升降桌及其控制方法的技术方案。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，包括配合设置的桌面和升降桌脚机构，其特征在于所述的升降桌脚机构包括一组设置在桌面下端并可推动桌面的推杆、设置在推杆下端并与推杆螺纹连接的第一螺杆、套接在第一螺杆下端的第一涡轮、与第一涡轮啮合的第一蜗杆、与第一蜗杆传动连接的第一电机，所述的第一螺杆下端插接在第一轴承座上，所述的第一轴承座和第一电机均固定连接桌脚支撑壳体；所述的桌面上铰接阅读板，所述的阅读板下端配合设置阅读板倾斜机构，所述的阅读板倾斜机构包括与阅读板后部滑动连接的支撑杆组、设置在支撑杆组下端并与支撑杆组螺纹连接的螺杆组、与螺杆组传动连接的第二蜗杆、与第二蜗杆传动连接的第二电机，所述的支撑杆组包括并排设置的第一支撑杆和第二支撑杆，所述的螺杆组包括与第一支撑杆连接的第二螺杆和与第二支撑杆连接的第三螺杆，所述的第二螺杆与第三螺杆齿轮传动连接，第三螺杆套接设置第二涡轮，所述的第二涡轮与第二蜗杆啮合，第二螺杆和第三螺杆下端均插接在第二轴承座上，所述的第二轴承座和第二电机均固定连接升降桌中间层；所述的桌面配合设置高度调节按钮、阅读板调节按钮、警告装置和指纹仪，桌面前部相对座椅的位置设置人体传感器；所述的阅读板设置人眼定位检测装置；所述的第一电机、第二电机、高度调节按钮、阅读板调节按钮、警告装置、指纹仪、人体传感器和人眼定位检测装置均连接控制模块，所述的控制模块包括控制器、存储模块、显示模块、输入模块和计时模块，所述的控制模块设置在升降桌中间层内。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的第一螺杆设置在桌脚支撑壳体内，桌脚支撑壳体顶部设有防尘盖。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的推杆下端朝外设置推杆限位部，所述的推杆限位部与桌脚支撑壳体顶部限位挡接。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的桌面与升降桌中间层之间设置保护罩，所述的阅读板倾斜机构设置在保护罩内，保护罩顶部开设供支撑杆组伸出的通孔。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的第一支撑杆与第二支撑杆下端均设有支撑杆限位部，所述的支撑杆限位部与所述的保护罩顶部的通孔限位挡接。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的人眼定位检测装置包括摄像头、获取单元、图像处理单元、计算单元，所述的摄像头设置在阅读板上表面。

所述的一种可自动调节斜度的升降桌，其特征在于所述的存储模块内存有桌面高度推荐数据。

所述的可自动调节斜度的升降桌的控制方法，其特征在于包括：

步骤1：录入指纹信息、身高h、允许连续坐姿时间t和待机时间t1，控制器根据身高h查询预设在存储模块中的桌面高度推荐数据，将桌面调节到满足人体工学要求的桌面高度h01；

步骤2：显示模块询问是否保存现在的桌面高度h01至个人信息，此时，使用者可保存桌面高度h01，或者通过高度调节按钮微调桌面高度至桌面高度h02，然后保存桌面高度h02至个人信息；

步骤3：使用者通过指纹仪识别指纹，若指纹仪无法识别该使用者的指纹，返回步骤1；若使用者的指纹通过指纹识别，指纹仪传输电信号给控制器，控制器调出与该指纹对应的使用者的信息，控制器根据该信息，将桌面调节至步骤2中保存的桌面高度；

步骤:4：使用者打开人眼定位检测装置，人眼定位检测装置在图像上预设了最佳人眼位置范围；

步骤5：人眼定位检测装置检测不到人眼时，输出信号a0到控制器，检测到人眼位置低于最佳人眼位置范围时，输出信号a1到控制器，检测到人眼位置位于最佳人眼位置范围时，输出信号a2到控制器，检测到人眼位置高于最佳人眼位置时，输出信号a3到控制器；

人体传感器检测到人体时，输出信号b1到控制器,检测不到人体时，输出信号b0到控制器；

当输出信号组合为a0b0、a1b0、a2b0、a3b0时，控制器使阅读板保持原先状态不变；当输出信号组合为a1b1,控制器控制阅读板向上倾斜，直至输出信号组合发生变化；当输出信号组合为a2b1,控制器使阅读板保持原先状态不变；当输出信号组合为a3b1,控制器控制阅读板向下倾斜直至输出信号组合发生变化；

步骤6：计时模块预设了警告停止时间t2=t+5s，当人体传感器检测到人体时，输出信号b1到计时模块，计时模块开始计算使用者的连续坐姿时间t，当人体传感器输出信号为b0时，连续坐姿时间t归零，当t≤t≤t2时，计时模块发出电信号到控制器，控制器控制警告装置持续发出警告，直至t＞t2或者人体传感器输出信号为b0时停止警告；t＞t2时进入步骤7，人体传感器输出信号为b0时进入步骤8；

步骤7：当t+x≤t≤t+x+5s，其中x为任一正整数，且x单位为h时，计时模块发出电信号到控制器，控制器控制警告装置持续发出警告，直至t＞t+x+5s或者人体传感器输出信号为b0时停止警告；t＞t+x+5s时重复步骤7，人体传感器输出信号为b0时进入步骤8；

步骤8：人体传感器输出信号为b0时，计时模块开始计算使用者离开时间t2，当t2＜t1，人体传感器检测到使用者，人体传感器传出信号b1时，离开时间t2归零，返回步骤5；当t2=t1时，进入步骤9；

步骤9：控制器及控制器所控制的各个部件自动关闭，控制结束。

所述的可自动调节斜度的升降桌的控制方法，其特征在于所述的步骤4中，使用者可不打开人眼定位检测装置，直接通过阅读板调节按钮调节阅读板倾斜度，然后进入步骤6。

所述的可自动调节斜度的升降桌的控制方法，其特征在于所述的步骤8中，当t2＜t1，使用者返回，人体传感器检测到使用者并传出信号b1时，离开时间t2归零，返回步骤6。

本发明设置了升降桌脚机构和阅读板倾斜机构，可同时对桌面的高度和阅读板的倾斜度进行调节；本发明设置人眼定位检测装置，可根据人眼定位检测装置反馈使用者的信息，调节阅读板倾斜度，保证使用者的阅读舒适度；设置了人体传感器和计时模块，人体传感器检测使用者是否存在，并将信息反馈至控制器，计时模块计算使用者静坐时间，及时警告使用者起身休息，保障使用者的身体健康。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明侧面结构示意图；

图3为本发明的控制模块的电路结构图；

图4为本发明的人眼定位检测装置图像分析示意图之一；

图5为本发明的人眼定位检测装置图像分析示意图之二；

图6为本发明的人眼定位检测装置图像分析示意图之三；

图7为本发明的人眼定位检测装置图像分析示意图之四。

图中：1-桌面，100-高度调节按钮，200-推杆，201-第一螺杆，202-第一涡轮，203-第一蜗杆，204-第一电机，205-第一轴承座，206-桌脚支撑壳体，207-防尘盖，3-阅读板，300-阅读板调节按钮，400-第二蜗杆，401-第二电机，402-第一支撑杆，403-第二支撑杆，404-第二螺杆，405-第三螺杆，406-第二涡轮，407-第二轴承座，408-保护罩，409-支撑杆限位部，5-升降桌中间层，6-指纹仪，7-人体传感器，8-控制模块，9-人眼定位检测装置,1000-存储模块，1100-显示模块，1200-输入模块，1300-计时模块，1400-警告装置，1500-控制器，2000-推杆限位部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，一种可自动调节斜度的升降桌，包括配合设置的桌面1和升降桌脚机构，升降桌脚机构包括一组设置在桌面1下端并可推动桌面1的推杆200、设置在推杆200下端并与推杆200螺纹连接的第一螺杆201、套接在第一螺杆201下端的第一涡轮202、与第一涡轮202啮合的第一蜗杆203、与第一蜗杆203传动连接的第一电机204，第一螺杆201下端插接在第一轴承座205上，第一轴承座205和第一电机204均固定连接桌脚支撑壳体206。第一螺杆201也设置在桌脚支撑壳体206内，桌脚支撑壳体206顶部设有防尘盖207。推杆200下端朝外设置推杆限位部2000，推杆限位部2000与桌脚支撑壳体206顶部限位挡接，防止推杆200脱落。

桌面1上铰接阅读板3，阅读板3下端配合设置阅读板倾斜机构，阅读板倾斜机构包括与阅读板3后部滑动连接的支撑杆组、设置在支撑杆组下端并与支撑杆组螺纹连接的螺杆组、与螺杆组传动连接的第二蜗杆400、与第二蜗杆400传动连接的第二电机401，支撑杆组包括并排设置的第一支撑杆402和第二支撑杆403，螺杆组包括与第一支撑杆402连接的第二螺杆404和与第二支撑杆403连接的第三螺杆405，第二螺杆404与第三螺杆405齿轮传动连接，第三螺杆405套接设置第二涡轮406，第二涡轮406与第二蜗杆400啮合，第二螺杆404和第三螺杆405下端均插接在第二轴承座407上，第二轴承座407和第二电机401均固定连接升降桌中间层5。桌面1与升降桌中间层5之间设置保护罩408，阅读板倾斜机构设置在保护罩408内，保护罩408顶部开设供支撑杆组伸出的通孔。第一支撑杆402与第二支撑杆403下端均设有支撑杆限位部409，支撑杆限位部409与保护罩408顶部的通孔限位挡接，防止支撑杆组脱落。第一支撑杆402和第二支撑杆403顶端均设有滑动连接块，与设置在阅读板3底部的滑动槽滑动连接。

桌面1配合设置高度调节按钮100、阅读板调节按钮300、警告装置1400和指纹仪6，警告装置1400可以发出警告灯和警告铃的信号，桌面1前部相对座椅的位置设置人体传感器7，人体传感器7为红外线收发器件，检测使用者是否在桌子前。阅读板3设置人眼定位检测装置，人眼定位检测装置9包括摄像头、获取单元、图像处理单元、计算单元，摄像头设置在阅读板3上表面。第一电机204、第二电机401、高度调节按钮100、阅读板调节按钮300、警告装置1400、指纹仪6、人体传感器7和人眼定位检测装置9均连接控制模块8，控制模块8包括控制器1500、存储模块1000、显示模块1100、输入模块1200和计时模块1300，控制器1500为cpu，存储模块1000内存有桌面高度推荐数据，桌面高度推荐数据是参考《学校课桌椅功能尺寸(gb/t3976-2002)》制作的，将所有人的身高分成若干身高范围，每个身高范围推件一个合适的桌面高度，要说明是本发明的升降桌相对应的座椅是配套的，座椅高度是固定的。控制模块8设置在升降桌中间层5内。控制模块8的内部电路结构如图3所示。

本发明还涉及一种采用所述的智能调节桌的控制方法，所述方法包括：

步骤1：录入指纹信息、身高h、允许连续坐姿时间t和待机时间t1，控制器1500根据身高h查询预设在存储模块1000中的桌面1高度推荐数据，将桌面1调节到满足人体工学要求的桌面1高度h01；

步骤2：显示模块1100询问是否保存现在的桌面高度h01至个人信息，此时，使用者可保存桌面1高度h01，或者通过高度调节按钮100微调桌面1高度至桌面1高度h02，然后保存桌面1高度h02至个人信息；

步骤3：使用者通过指纹仪6识别指纹，若指纹仪6无法识别该使用者的指纹，返回步骤1；若使用者的指纹通过指纹识别，指纹仪6传输电信号给控制器1500，控制器1500调出与该指纹对应的使用者的信息，控制器1500根据该信息，将桌面1调节至步骤2保存的桌面1高度；

步骤:4：使用者打开人眼定位检测装置9，人眼定位检测装置9在图像上预设了最佳人眼位置范围；

步骤5：人眼定位检测装置9检测不到人眼时，输出信号a0到控制器1500，检测到人眼位置低于最佳人眼位置范围时，输出信号a1到控制器1500，检测到人眼位置位于最佳人眼位置范围时，输出信号a2到控制器1500，检测到人眼位置高于最佳人眼位置时，输出信号a3到控制器1500；

人体传感器7检测到人体时，输出信号b1到控制器1500,检测不到人体时，输出信号b0到控制器1500；

当输出信号组合为a0b0、a1b0、a2b0、a3b0时，控制器1500使阅读板3保持原先状态不变；当输出信号组合为a1b1,控制器1500控制阅读板3向上倾斜，直至输出信号组合发生变化；当输出信号组合为a2b1,控制器1500使阅读板3保持原先状态不变；当输出信号组合为a3b1,控制器1500控制阅读板3向下倾斜直至输出信号组合发生变化；

步骤6：计时模块1300预设了警告停止时间t2=t+5s，当人体传感器7检测到人体时，输出信号b1到计时模块1300，计时模块1300开始计算使用者的连续坐姿时间t，当人体传感器7输出信号为b0时，连续坐姿时间t归零，当t≤t≤t2时，计时模块1300发出电信号到控制器1500，控制器1500控制警告装置1400持续发出警告，直至t＞t2或者人体传感器7输出信号为b0时停止警告；t＞t2时进入步骤7，人体传感器7输出信号为b0时进入步骤8；

步骤7：当t+x≤t≤t+x+5s，其中x为任一正整数，且x单位为h时，计时模块1300发出电信号到控制器1500，控制器1500控制警告装置1400持续发出警告，直至t＞t+x+5s或者人体传感器7输出信号为b0时停止警告；t＞t+x+5s时重复步骤7，人体传感器7输出信号为b0时进入步骤8；

步骤8：人体传感器7输出信号为b0时，计时模块1300开始计算使用者离开时间t2，当t2＜t1，人体传感器7检测到使用者，人体传感器7传出信号b1时，离开时间t2归零，返回步骤5；当t2=t1时，进入步骤9；

步骤9：控制器1500及控制器1500所控制的各个部件自动关闭，控制结束。

所述的步骤4中，使用者可不打开人眼定位检测装置9，直接通过阅读板调节按钮300调节阅读板倾斜度，然后进入步骤6。所述的步骤8中，当t2＜t1，使用者返回，人体传感器7检测到使用者并传出信号b1时，离开时间t2归零，返回步骤6。

本发明的步骤1中，依靠输入模块1200、指纹仪6、显示模块1100、计时模块1300、存储模块1000和控制器1500录入信息，控制器1500控制第一电机204和第二电机401调节升降桌脚机构和阅读板倾斜机构，实现桌面1高度和阅读板3斜度的调节。录入指纹是为了方便识别使用者，使用者下次使用本发明时可直接调用此前已保存的个人使用信息。

本发明的步骤2、3中，使用者可选用本发明的推荐桌面1高度h01，也可在h01的基础上将高度微调至使用者自认为更为舒适的桌面1高度h02，此后该使用者再次使用本发明并通过指纹识别个人信息后，本发明会直接将桌面1调节到此前最终保存的桌面1高度。

在步骤4、5中，人眼定位检测装置9会根据摄像头拍到的图像判断人眼是否存在以及人眼在图像中的相对位置，以此来发出相应的电信号。在图4-7中，虚线部分表示最佳人眼位置范围。如图4所示，人眼不在图像中，人眼定位检测装置9输出信号a0；如图5所示，人眼在最佳人眼位置范围下方，人眼定位检测装置9输出a1；如图6所示，人眼在最佳人眼位置范围内，人眼定位检测装置9输出a2；如图7所示，人眼在最佳人眼位置范围上方，人眼定位检测装置9输出a3。

步骤6的目的是监控使用者的静坐时间，当静坐时间达到触发值时，警告装置1400发出警告，提醒使用者及时休息，警告维持时间5s，也可根据个人喜好做一定调整，使用者若及时起身休息，连续坐姿时间t归零，不会累计到使用者下一次使用；若使用者坚持继续静坐，则进入步骤7。

步骤7的目的也是监控使用者的静坐时间，只要使用者不起身，那么警告装置1400每隔1小时会触发一次，提醒使用者休息，触发的间隔时间可调。

在步骤8中，使用者的离开时间t2达到待机时间t1，本发明的控制系统便会自动关闭，若使用者在待机时间t1内回来继续使用桌子，若前一次使用时使用者打开了人眼定位检测装置9则返回步骤5，没有打开人眼定位检测装置9则返回步骤6。

此外，使用者也可不使用指纹仪6，直接通过高度调节按钮100和阅读板调节按钮300调节桌面高度，并直接进入步骤6。

本发明设置了升降桌脚机构和阅读板倾斜机构，可同时对桌面1的高度和阅读板3的倾斜度进行调节；本发明设置人眼定位检测装置9，可根据人眼定位检测装置9反馈使用者的信息，调节阅读板3倾斜度，保证使用者的阅读舒适度；设置了人体传感器7和计时模块1300，人体传感器7检测使用者是否存在，并将信息反馈至控制器1500，计时模块1300计算使用者静坐时间，及时警告使用者起身休息，保障使用者的身体健康。