一种免碰撞发声式座椅及其工作方法与流程

本发明涉及教育设备领域，特别涉及一种免碰撞发声式座椅及其工作方法。

背景技术：

对于低年龄儿童而言，其活泼好动，即便在课堂中，也会借用课桌、座椅等物体进行多余的行为，例如坐在座椅上摇晃座椅，向前后倾斜座椅、向左右倾斜座椅等，这样一旦重心失去平稳，学生在慌忙之中扶正座椅会导致座椅被抬高的一侧重重地落下，发出极大的噪音；此外，若是无法将座椅扶正，学生就会连着座椅一起栽倒，而在教室中，容易磕碰到课桌椅或其他学生，这种行为即危险还会影响公共秩序。

技术实现要素：

发明目的：为了克服背景技术中存在的缺点，本发明实施例提供了一种免碰撞发声式座椅及其工作方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：

一种免碰撞发声式座椅，包括椅背、座板、支撑柱、变形机构以及控制机构，所述控制机构包括处理单元以及驱动单元，所述处理单元与所述驱动单元连接，所述坐板的底面设置呈水平面，且在所述水平面上设置电子水平仪以及微型振动单元，所述电子水平仪与所述处理单元连接，用于检测所述座板相对于地面位置的倾斜角度并将所述倾斜角度发送给所述处理单元，所述微型振动单元与所述驱动单元连接，用于向用户输出振动反馈；

所述变形机构设置呈工型，且包括第一弯曲杆以及第二弯曲杆，所述第一弯曲杆与所述支撑柱的底部相连，且呈座椅的前后延伸方向设置，所述第二弯曲杆的中端与所述第一弯曲杆的末端相连，且呈座椅的左右延伸方向设置，所述第二弯曲杆与所述第一弯曲杆保持垂直，所述第一弯曲杆包括若干第一支撑块以及第一旋转装置，所述第一旋转装置与所述第一支撑块间隔排列，所述第一旋转装置的左右两端分别与所述第一支撑块相连，所述第一旋转装置与所述驱动单元连接，用于驱动所述第一支撑块向上转动，所述第二弯曲杆包括若干第二支撑块以及第二旋转装置，所述第二旋转装置与所述第二支撑块间隔排列，所述第二旋转装置的左右两端分别与所述第二支撑块相连，所述第二旋转装置与所述驱动单元连接，用于驱动所述第二支撑块向上转动，所述第一弯曲杆以及第二弯曲杆外部包裹有橡胶外层。

作为本发明的一种优选方式，所述座板上还设置有第一定位装置，所述第一定位装置与所述处理单元连接，用于检测座椅的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理单元。

作为本发明的一种优选方式，与座椅配套的课桌上设置有第二定位装置，所述第二定位装置与所述处理单元连接，用于检测课桌的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理单元。

作为本发明的一种优选方式，位于座椅前部的第二弯曲杆的顶部设置有第三旋转装置以及所述第三旋转装置相连的万向轮，所述第三旋转装置与所述驱动单元连接，用于释放或回收所述万向轮。

作为本发明的一种优选方式，所述椅背的左右两侧设置有第四旋转装置以及与所述第四旋转装置相连的扶手，所述第四旋转装置与所述驱动单元连接，用于释放或回收所述扶手。

一种免碰撞发声式座椅的工作方法，包括以下工作步骤：

s101：所述电子水平仪检测所述座板相对于地面位置的倾斜角度并将所述倾斜角度发送给所述处理单元；

s102：所述处理单元根据接收到的倾斜角度判断座椅是否向前方或后方倾斜；

s103：若是，所述处理单元向所述驱动单元输出第一旋转信号，所述驱动单元驱动所述第一旋转装置旋转第一预设角度，并进入s106；

s104：若否，所述处理单元判断座椅是否向左侧或右侧倾斜；

s105：若是，所述处理单元向所述驱动单元输出第二旋转信号，所述驱动单元驱动所述第二旋转装置旋转第二预设角度；

s106：所述处理单元向所述驱动单元输出振动信号，所述驱动单元驱动所述微型振动单元启动。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

第一定位装置检测座椅的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理单元；

第二定位装置检测与所述座椅配套的课桌的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理单元；

所述处理单元根据所述第一位置信息以及第二位置信息计算同套座椅与课桌之间的距离；

所述处理单元判断所述距离是否小于预设距离；

若是，所述处理单元向所述驱动单元输出振动信号，所述驱动单元驱动所述微型振动单元启动。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

搬运座椅时，所述处理单元向所述驱动单元输出第三旋转信号，所述驱动单元驱动所述第三旋转装置旋转第三预设角度。

作为本发明的一种优选方式，s106还包括：

所述处理单元向所述驱动单元输出第四旋转信号，所述驱动单元驱动第四旋转装置旋转第四预设角度。

作为本发明的一种优选方式，还包括：

所述处理单元判断接收到的倾斜角度是否恢复预设角度；

若是，所述处理单元向所述驱动单元输出恢复信号，所述驱动单元驱动第一旋转装置以及第二旋转装置恢复原状。

本发明实现以下有益效果：

1、座板下方设置有电子水平仪，所述电子水平仪能够检测出座板相对于地面位置的倾斜角度，所述处理单元根据所述倾斜角度来判断座椅的倾斜方向以及倾斜角度；当座椅向前后方倾斜时，变换第一弯曲杆，第一旋转装置带动其两侧的第一支撑块向上转动，所述第一弯曲杆由直状变换为弯曲状，当座椅向左右侧倾斜时，变换第二弯曲杆，第二旋转装置带动其两侧的第二支撑块向上转动，所述第二弯曲杆由直状变换为弯曲状，第一弯曲杆与第二弯曲杆的弯曲状均是两端向上翘起，中间向下弯曲，呈弯曲状的第一弯曲杆与第二弯曲杆能够防止座椅倾斜过度而摔倒，也能够防止座椅急速下落后撞击地面发出响声。

2、座椅前部的弯曲杆的顶部设置有第三旋转装置，所述第三旋转装置与万向轮连接，当第三旋转装置向前转动时，能够将万向轮转动至与地面接触，此时向上提取椅背就能够推动座椅了，在搬运座椅时，能够避免座椅在地面上拖行而发出的刺耳声。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明提供的座椅结构示意图。

图2为本发明提供的第一弯曲杆工作示意图。

图3为本发明提供的第二弯曲杆工作示意图。

图4为本发明提供的第三旋转装置以及万向轮工作示意图。

图5为本发明提供的第四旋转装置以及扶手工作示意图。

图6为本发明提供的处理单元连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

如图1-5所示，本实施例提供一种免碰撞发声式座椅，包括椅背1、座板2、支撑柱3、变形机构以及控制机构，所述控制机构包括处理单元4以及驱动单元5，所述处理单元4与所述驱动单元5连接，所述坐板的底面设置呈水平面，且在所述水平面上设置电子水平仪6以及微型振动单元7，所述电子水平仪6与所述处理单元4连接，用于检测所述座板2相对于地面位置的倾斜角度并将所述倾斜角度发送给所述处理单元4，所述微型振动单元7与所述驱动单元5连接，用于向用户输出振动反馈；所述变形机构设置呈工型，且包括第一弯曲杆8以及第二弯曲杆9，所述第一弯曲杆8与所述支撑柱3的底部相连，且呈座椅的前后延伸方向设置，所述第二弯曲杆9的中端与所述第一弯曲杆8的末端相连，且呈座椅的左右延伸方向设置，所述第二弯曲杆9与所述第一弯曲杆8保持垂直，所述第一弯曲杆8包括若干第一支撑块10以及第一旋转装置11，所述第一旋转装置11与所述第一支撑块10间隔排列，所述第一旋转装置11的左右两端分别与所述第一支撑块10相连，所述第一旋转装置11与所述驱动单元5连接，用于驱动所述第一支撑块10向上转动，所述第二弯曲杆9包括若干第二支撑块12以及第二旋转装置13，所述第二旋转装置13与所述第二支撑块12间隔排列，所述第二旋转装置13的左右两端分别与所述第二支撑块12相连，所述第二旋转装置13与所述驱动单元5连接，用于驱动所述第二支撑块12向上转动，所述第一弯曲杆8以及第二弯曲杆9外部包裹有橡胶外层。

位于座椅前部的第二弯曲杆9的顶部设置有第三旋转装置16以及所述第三旋转装置16相连的万向轮17，所述第三旋转装置16与所述驱动单元5连接，用于释放或回收所述万向轮17。

所述椅背1的左右两侧设置有第四旋转装置18以及与所述第四旋转装置18相连的扶手19，所述第四旋转装置18与所述驱动单元5连接，用于释放或回收所述扶手19。

具体地，椅背1和座板2相连，椅背1设置于座板2的后方，支撑柱3与座板2的底部相连，且呈竖直状设置，变形机构与所述支撑柱3的底部相连。变形机构包括两个部分，第一弯曲杆8与第二弯曲杆9，所述第一弯曲杆8与第二弯曲杆9用于应对不同的座椅状态，在本实施例，所述第一弯曲杆8与第二弯曲杆9的数量均为二，其中，一根第一弯曲杆8连接于所述支撑柱3的前端，另一根第一弯曲杆8连接于所述支撑柱3的后端，两根第二弯曲杆9分别与两根第一弯曲杆8相连，两根第一弯曲杆8与两根第二弯曲杆9拼接呈工型。

所述座板2的顶面呈弧形，有利于提高舒适性，所述座板2的底面呈水平面，所述支撑柱3与底板底面的中部相连，所述座板2的底面的其他位置处还设置有电子水平仪6以及微型振动单元7，当座椅静置时，电子水平仪6检测得出的倾斜角度为零，微型振动单元7与座板2底面之间加塞橡胶垫片，所述橡胶垫片能够减低微型振动单元7振动时与座板2摩擦发出的噪音。

所述第一弯曲杆8与所述第二弯曲杆9的内外部结构的形式相同，以所述第一弯曲杆8为例进行说明，所述第一弯曲杆8的外部包裹有橡胶外层，所述橡胶外层用于保护内部结构，所受橡胶外层也具备良好的形变能力，能够随内部结构的变化而变化，所述第一弯曲杆8的内部包括第一支撑块10以及第一旋转装置11，所述第一支撑块10设置呈椭圆体，所述第一支撑块10的左右两端分别设置一个插槽，所述第一旋转装置11的左右两端分别设置一根插棒，所述插棒卡入所述插槽，第一支撑块10与第一旋转装置11呈间隔排列，当所述第一旋转装置11启动时，所述第一旋转装置11带动其两端的第一支撑块10转动，将第一弯曲杆8整体变换形态，其中，每一个旋转装置设定有独立的旋转角度。

第三旋转装置16设置于座椅前部的第二弯曲杆9的顶部，且所述第二弯曲杆9的左右两侧各设置有一个第三旋转装置16，第三旋转装置16上设置有万向轮17，在初始状态下，所述万向轮17位于所述第二弯曲杆9的上方，当第三旋转装置16旋转第三预设角度时，所述万向轮17位于所述第二弯曲杆9的前方，且恰好与地面接触。

第四旋转装置18设置于椅背1的左右两侧，第四旋转装置18与扶手19相连，在初始状态下，所述扶手19与椅背1贴合，呈纵向收纳，当第四旋转装置18旋转第四预设角度时，所述扶手19向前方转动，呈横向包围与学生的左右两侧。

实施例二

如图1-5所示，本实施例提供一种免碰撞发声式座椅的工作方法，包括以下工作步骤：

s101：所述电子水平仪6检测所述座板2相对于地面位置的倾斜角度并将所述倾斜角度发送给所述处理单元4；

s102：所述处理单元4根据接收到的倾斜角度判断座椅是否向前方或后方倾斜；

s103：若是，所述处理单元4向所述驱动单元5输出第一旋转信号，所述驱动单元5驱动所述第一旋转装置11旋转第一预设角度，并进入s106；

s104：若否，所述处理单元4判断座椅是否向左侧或右侧倾斜；

s105：若是，所述处理单元4向所述驱动单元5输出第二旋转信号，所述驱动单元5驱动所述第二旋转装置13旋转第二预设角度；

s106：所述处理单元4向所述驱动单元5输出振动信号，所述驱动单元5驱动所述微型振动单元7启动。

搬运座椅时，所述处理单元4向所述驱动单元5输出第三旋转信号，所述驱动单元5驱动所述第三旋转装置16旋转第三预设角度。

s106还包括：

所述处理单元4向所述驱动单元5输出第四旋转信号，所述驱动单元5驱动第四旋转装置18旋转第四预设角度。

所述处理单元4判断接收到的倾斜角度是否恢复预设角度；

若是，所述处理单元4向所述驱动单元5输出恢复信号，所述驱动单元5驱动第一旋转装置11以及第二旋转装置13恢复原状。

具体地，设定座椅的使用时间，例如以上学时间为开启时间、以放学时间为结束时间，在所述使用时间内，电子水平仪6保持开启状态。

在s101中，所述电子水平仪6检测座椅座板2相对于地面位置的倾斜角度并将所述倾斜角度发送给所述处理单元4。

当座椅处于静置状态时，即所述座椅未被晃动时，座板2相对于地面位置的倾斜角度为零，当所述座椅被晃动时，产生倾斜角度，所述倾斜角度包括倾斜方向，座椅被晃动幅度越大，则倾斜角度越大，在本实施例中，将临界角度设置为15度，所述临界角度可更改，当所述处理单元4接收到的倾斜角度小于临界角度时，则不进行任何处理，当倾斜角度大于或等于临界角度时，所述处理单元4再提取出座椅的倾斜方向，处理单元4将所述倾斜方向划分为两类，一类为左或右倾斜，另一类为前或后倾斜。

进入s102中，默认倾斜角度大于或等于临界角度，所述处理单元4判断座椅是否向前或后倾斜。

在s103时，若座椅向前或后倾斜，启动第一旋转装置11，保持第二旋转装置13不变动，所述处理单元4通过所述驱动单元5控制第一旋转装置11旋转第一预设角度。

此时，以支撑柱3的底端为中点，第一弯曲杆8的远端向上翘起，所述座椅变为一个可前后摇动的摇椅，并进入s106。

在s104中，若座椅未向前或后倾斜，则处理单元4判断座椅是否向左或右倾斜。

在s105中，若座椅向左或右倾斜，启动第二旋转装置13，保持第一旋转装置11不变动，所述处理单元4通过所述驱动单元5控制第二旋转装置13旋转第二预设角度。

此时，以第一弯曲杆8的中点为中点，第二弯曲杆9的远端向上翘起，所述座椅变成一个可左右摇动的摇椅，并进入s106。

在s106中，所述处理单元4通过所述驱动单元5控制微型振动单元7启动，所述微型振动单元7向座板2上的学生输出振动反馈，用以提供学生端正坐姿，同时，所述处理单元4通过所述驱动单元5控制第四旋转装置18旋转第四预设角度，所述第四旋转装置18带动与其相连的扶手19转动至学生的左右两侧。

预设角度为零度，当倾斜角度恢复零度时，所述处理单元4通过驱动单元5控制先前启动的第一旋转装置11或第二旋转装置13再反向旋转第一预设角度或第二预设角度，促使第一弯曲杆8以及第二弯曲杆9恢复原状，同时，关闭微型振动单元7，控制第四旋转装置18反向旋转第四预设角度，此时，座椅恢复原状。

第三旋转装置16的启动开关设置于椅背1的背部，所述电动开关与所述处理单元4连接，在搬运座椅时，初次按下所述启动开关，所述处理单元4通过所述驱动单元5控制第三旋转装置16旋转第三预设角度，第三旋转装置16带动与其相连的万向轮17向座椅的前方转动，直至所述万向轮17与地面接触，学生再略微向上提起椅背1，座椅的第一弯曲杆8与第二弯曲杆9均离地，只有万向轮17着地，学生就可轻松推动座椅，防止座椅在地面拖行发出刺耳声。

实施例三

如图1、6所示，所述座板2上还设置有第一定位装置14，所述第一定位装置14与所述处理单元4连接，用于检测座椅的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理单元4。

与座椅配套的课桌上设置有第二定位装置15，所述第二定位装置15与所述处理单元4连接，用于检测课桌的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理单元4。

第一定位装置14检测座椅的第一位置信息并将所述第一位置信息发送给所述处理单元4；

第二定位装置15检测与所述座椅配套的课桌的第二位置信息并将所述第二位置信息发送给所述处理单元4；

所述处理单元4根据所述第一位置信息以及第二位置信息计算同套座椅与课桌之间的距离；

所述处理单元4判断所述距离是否小于预设距离；

若是，所述处理单元4向所述驱动单元5输出振动信号，所述驱动单元5驱动所述微型振动单元7启动。

具体地，学校为班级配置的课桌椅数量与学生数量相同，每个学生都有暂属于自己的课桌椅，本实施例在座椅上设置第一定位装置14，在课桌上设置第二定位装置15，其中，每一个座椅的第一定位装置14设置的位置相同，每一个课桌的第二定位装置15设置的位置相同，同一套课桌椅的第一定位装置14与第二定位装置15对应，所述处理单元4可根据第一定位装置14发送的第一位置信息以及第二定位装置15发送的第二位置信息来确定课桌与座椅的位置关系。

所述处理单元4内置有课桌与座椅的合理位置，所述合理位置对应的第一位置信息与第二位置信息之间的距离为不小于预设距离，预设距离具体根据第一定位装置14与第二定位装置15设置的位置来设定。

处理单元4在接收到第一位置信息与第二位置信息后先计算第一位置信息与第二位置信息之间的距离，所述距离可看作课桌与座椅之间的距离，所述处理单元4再判断所述距离是否小于预设距离，若是，则表明学生的坐姿过于靠近课桌，所述处理单元4通过驱动单元5启动微型振动单元7，所述微型振动单元7提醒学生改善坐姿，当第一位置信息与第二位置信息之间的距离大于或等于预设距离时，关闭所述微型振动单元7。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。