智能可調課桌的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能可調課桌，包括桌面和支腿，兩條支腿的中部通過連桿連接；所述支腿的頂端設置有桌面框架，桌面靠近人體的進側端通過前后移動調節機構設置在桌面框架近端，桌面遠離人體的遠側端通過俯仰調節機構與前后移動調節機構遠端連接；所述桌面上設置有控制器和用于檢測人體與桌面之間距離的檢測機構，所述控制器的輸入端連接檢測機構的輸出端，控制器的輸出端連接前后移動調節機構和俯仰調節機構的受控端。本實用新型能夠根據學生身體特征自動調節桌面與人體胸部、腿部以及頭部之間的距離，并能夠自動判斷學生坐姿是否走形，從而使學生能夠時刻保持正確坐姿，并有效預防了視力下降以及脊柱變形等問題的發生。
【專利說明】
智能可調課桌
技術領域
[0001]本實用新型涉及學習用品技術領域，特別是一種課桌。
【背景技術】
[0002]眾所周知，青少年學生每天的多數時間都是在學習中度過的，長時間的學習會使身體疲勞，并導致坐姿走形，進而引起眼睛近視或者出現駝背等現象，所以問題就在于傳統課桌的固定式結構無法在學生坐姿走形之后自行調節與學生身體的距離。目前市場上也有一些具備能夠手動上下調節課桌高度的課桌，此類課桌大多是靠螺釘固定的，每次升降的時候都要用工具將螺釘卸下才能進行升降，而且升降后的位置也是相對單一和固定的，具有極大的不方便性。也有極少數課桌具備兼有調節高度和俯仰角度的功能，但是都需要根據學生自身主觀意識來手動調節，無法起到自動修正功能。教育是面向人的事業，即便小到一張課桌一把椅子也是事關育人的大工程，中小學生正處于生長發育的黃金時期，由于傳統課桌導致中小學生視力下降等問題日益突出，因此為中小學生提供一款創新性課桌已是迫在眉睫。
【發明內容】
[0003]本實用新型需要解決的技術問題是提供一種能夠根據學生坐姿實時調節課桌結構，以對學生起到矯正坐姿，預防視力下降的作用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。
[0005]智能可調課桌，包括桌面和位于桌面下方左右兩側的支腿，兩條支腿的中部通過連桿連接;所述支腿的頂端設置有桌面框架，桌面靠近人體的進側端通過前后移動調節機構設置在桌面框架近端，桌面遠離人體的遠側端通過俯仰調節機構與前后移動調節機構遠端連接;所述桌面上設置有控制器和用于檢測人體與桌面之間距離的檢測機構，所述控制器的輸入端連接檢測機構的輸出端，控制器的輸出端連接前后移動調節機構和俯仰調節機構的受控端。
[0006]上述智能可調課桌，所述前后移動調節機構包括滑動設置在桌面框架左右兩側滑槽中的水平滑軌以及設置在滑槽中驅動水平滑軌在滑槽中前后移動的第一伸縮機構;所述檢測機構包括用于檢測人體與桌面進側端距離的第一距離傳感器，第一距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第一伸縮機構的受控端，第一伸縮機構的伸縮桿與水平滑軌的一端固定連接。
[0007]上述智能可調課桌，所述俯仰調節機構包括固定設置水平滑軌遠離人體遠端的第二伸縮機構;所述檢測機構包括用于檢測人體頭部與桌面遠側端之間距離的第二距離傳感器，第二距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第二伸縮機構的受控端，第二伸縮機構的伸縮桿頂端與桌面遠側端底端面鉸接。
[0008]上述智能可調課桌，所述支腿包括支撐桿和地腳，所述支撐桿為與控制器連接的升降調節機構，升降調節機構包括底端固定在地腳上、頂端與桌面框架底端面固定連接的第三伸縮機構;所述檢測機構包括安裝在桌面框架靠近人體側的底端面上、用于檢測桌面至人體腿部距離的第三距離傳感器，第三距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第三伸縮機構的受控端。
[0009]上述智能可調課桌，所述第一伸縮機構、第二伸縮機構和第三伸縮機構均為通過電機驅動的電動伸縮桿，控制器的輸出端通過電機驅動電路連接電機的受控端。
[0010]上述智能可調課桌，所述桌面上設置有光線強度傳感器，光線強度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端通過嵌裝在桌面框架中的光強調節電路連接室內燈光設備。
[0011]上述智能可調課桌，所述桌面上還設置有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端通過嵌裝在桌面框架中的開關控制電路連接室內空調設備。
[0012]上述智能可調課桌，所述桌面上放置手肘的區域分別嵌裝一重量感應傳感器，重量感應傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接設置在桌面框架上的報
I=II~~1.ο
[0013]由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得技術進步如下。
[0014]本實用新型能夠根據學生身體特征自動調節桌面與人體胸部、腿部以及頭部之間的距離，并能夠自動判斷學生坐姿是否走形，從而使學生能夠時刻保持正確坐姿，并有效預防了視力下降以及脊柱變形等問題的發生。本實用新型還能夠實時感應光線強度變化并根據檢測數據調節室內光線強度，另外為了預防和緩解身體疲勞，本實用新型還能夠實時監測周圍環境的溫度濕度并使其維持在使身體舒適的規定范圍內，為學生提供一個舒適的學習環境。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0016]圖2為本實用新型的電氣原理圖；
[0017]圖3為本實用新型所述電機驅動電路的電路圖；
[0018]圖4為本實用新型所述光強調節電路的電路圖；
[0019]圖5為本實用新型所述開關控制電路的電路圖。
[0020]其中:1.桌面，2.桌面框架，3.水平滑軌，4.支撐桿，5.地腳，6.連桿。
【具體實施方式】
[0021 ]下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型進行進一步詳細說明。
[0022]—種智能可調課桌，其結構如圖1所示，包括桌面1、桌面框架2、兩根支腿和兩根連桿6，兩根支腿設置在桌面下方的左右兩側，兩根連桿固定連接在兩根支腿之間；桌面框架上設置有控制器、檢測機構、前后移動調節機構和俯仰調節機構，支腿包括地腳5和支撐桿4，支撐桿4采用升降調節機構;升降調節機構設置在地腳上，桌面框架固定在升降調節機構上，前后移動調節機構設置在桌面框架上，桌面靠近人體的進側端鉸接在前后移動調節機構上，桌面遠離人體的遠側端通過俯仰調節機構與前后移動調節機構遠端連接。
[0023]控制器主要采用單片機控制電路，根據檢測機構檢測的數值控制前后移動調節機構、俯仰調節機構和升降調節機構對課桌結構進行調整。
[0024]檢測機構包括第一距離傳感器、第二距離傳感器和第三距離傳感器。第一距離傳感器設置在桌面進側端邊沿，用于檢測人體與桌面進側端距離，控制器根據第一距離傳感器測得的數值通過控制前后移動調節機構來調整桌面進側端與人體之間的距離;第二距離傳感器設置在桌面遠端，用于檢測人體頭部與桌面遠側端之間的距離，控制器根據第二距離傳感器測得的數值通過控制俯仰調節機構來調整桌面的俯仰角度;第三距離傳感器安裝在桌面框架靠近人體側的底端面上，用于檢測桌面至人體腿部之間的距離，控制器根據第三距離傳感器測得的數值通過控制升降調節機構來調整桌面的高度。
[0025]前后移動調節機構，用于實現人體與桌面進側端之間距離的調節。前后移動調節機構包括兩根水平滑軌3和兩套第一伸縮機構，水平滑軌滑動設置在桌面框架左右兩側的滑槽中，第一伸縮機構固定設置在滑槽的端部，第一伸縮機構的伸縮桿頂端與水平滑軌的端部固定連接。第一伸縮機構在單片機的指令下驅動水平滑軌在滑槽中前后移動，從而改變桌面進側端與人體之間的距離。本實施例中，第一伸縮機構為通過電機驅動的電動伸縮桿，單片機根據第一距離傳感器檢測的信號進行計算并通過電機驅動電路連接電機的受控端，電機驅動電路的電路圖如圖3所示。
[0026]日常使用過程中，桌面進側端與人體之間的距離為10?20cm時為適中，O?1cm為太近，20?40cm時為太遠，超過40cm時則個認為沒人。因此本實用新型中，單片機程序設定時，可根據該參數進行設置，即當桌面進側端離人體10?20cm以內或者超過40cm時，第一伸縮機構的電機開關斷開;當桌面進側端離人體O?1cm或者20?40cm時，單片機將控制第一伸縮機構的電機閉合，調節桌面進側端與人體的間距到10?20cm，然后第一伸縮機構的電機開關斷開。
[0027]俯仰調節機構，用于實現人體頭部與桌面之間距離的調節。俯仰調節機構包括第二伸縮機構，第二伸縮機構的底端固定設置水平滑軌遠離人體的遠端，第二伸縮機構的伸縮桿頂端與桌面遠側端底端面鉸接。第二伸縮機構在單片機的指令下驅動桌面遠端以桌面近端為圓心旋轉，從而改變桌面的俯仰角度，進一步改變人體頭部與桌面之間的距離。本實施例中，第二伸縮機構為通過電機驅動的電動伸縮桿，單片機根據第二距離傳感器檢測的信號進行計算并通過電機驅動電路連接電機的受控端，電機驅動電路的電路圖如圖3所示。
[0028]日常使用過程中，桌面與水平面之間的夾角為15°時，眼睛和肩頸手臂承受壓力最小，如果此時人體與桌面的視距是45-60cm，那么此時的視角為70°，是最健康的視角，在最大程度上減少了近視和彎腰駝背的機率。而桌面與水平面之間的夾角為45°時是最佳閱讀角度，學生可以靠在椅背上閱讀，眼睛為書本是水平的，視角也為70度的健康視角，不必再把脖子伸出去，再低頭閱讀，也不用雙手捧著書本，緩解視疲勞，減輕肩頸手臂壓力。在距離方面，桌面的遠端與人頭部的距離15?60cm為太近，60?70cm為適中，70?10cm為太遠，超過10cm為沒人。因此本實用新型中，單片機程序設定時，可根據該參數進行設置，即當桌面遠端離頭部60?70cm以內或者超過10cm時，第二伸縮機構的電機開關斷開；當桌面遠端離頭部是15?60cm或者70?10cm的距離時，單片機將控制第二伸縮機構的電機閉合，調節桌面傾角，直到遠端與頭部的距離60?70cm，然后電機第二伸縮機構的開關斷開。
[0029]升降調節機構，用于調節桌面的高度。升降調節機構為具有伸縮功能的第三伸縮機構，第三伸縮機構的底端固定設置在地腳上，第三伸縮機構的頂端與桌面框架底端面固定連接。第三伸縮機構在單片機的指令下驅動桌面上下移動，從而改變桌面的高度。本實施例中，第三伸縮機構為通過電機驅動的電動伸縮桿，單片機根據第三距離傳感器檢測的信號進行計算并通過電機驅動電路連接電機的受控端，電機驅動電路的電路圖如圖3所示。
[0030]日常使用過程中，通過調節桌面高度以適應不同身高的學生的使用，避免由于高低不配而使學生頸部肌肉和背部肌肉處于緊張狀態，引起頸肩腰部疼痛，影響孩子的生長發育；當桌面底端面與大腿的距離O?6cm為太近，7?Ilcm為適中，12?40cm為太遠，超過40cm則可認為沒人。因此本實用新型中，單片機程序設定時，可根據該參數進行設置，即當桌面底端面離大腿7?Ilcm以內或者超過40cm，第三伸縮機構的電機開關斷開；當桌面底端面離大腿距離為O?6cm或者12?40cm時，單片機將控制第三伸縮機構的電機閉合，調節桌面底端面與大腿的間距到7?11cm，然后第三伸縮機構的電機開關斷開。
[0031]本實用新型中，在桌面上還設置了光線強度傳感器、溫濕度傳感器以及兩個重量感應傳感器，對應地在控制器中還設置與單片機連接的對應光線強度傳感器的光強調節電路、對應溫濕度傳感器的開關控制電路以及對應重量感應傳感器的報警裝置。
[0032]光線強度傳感器和光強調節電路的設置，用于調節室內光照亮度，滿足學生使用需求。其中光線強度傳感器實時監測周圍環境的光照強度，并傳輸到單片機中，與在單片機中設定的參數值比對，然后單片機發出指令通過光強調節電路控制室內燈光設備的光照亮度。本實用新型中，單片機程序設定時，可根據以下參數進行設置，即當光線強度傳感器檢測到室內環境光照強度小于800勒克斯時，單片機控制燈光設備閉合，調高亮度；當室內環境光照強度大于800勒克斯并且小于2000勒克斯時，燈光處于較好的亮度范圍內，單片機不發指令；當室內環境光照強度大于2000勒克斯時，單片機控制燈光設備閉合，降低亮度。本實施例中，光強調節電路的電路圖如圖4所示。
[0033]溫濕度傳感器和開關控制電路的設置，用于調節室內環境的溫濕度，滿足學生使用需求。其中溫濕度傳感器實時監測周圍環境的溫濕度，并傳輸到單片機中，與在單片機中設定的參數值比對，然后單片機發出指令通過開關控制電路控制室內空調設備的開啟與關閉，進一步實現根據室內實際環境來進行制冷、加熱、去濕及空氣凈化等操作，最終使室內呈現一個舒適的環境。本實用新型中，單片機程序設定時，可根據以下參數進行設置，即當溫度傳感器檢測到室內環境溫度小于5°C或大于30°C時，單片機控制空調系統閉合工作，將溫度調節至5°C到30°C之間；當室內環境溫度在5°C到30°C之間時，此時人處于較適宜的溫度范圍內，空調系統開關斷開；當濕度傳感器檢測到室內環境濕度小于40%時，單片機控制加濕器系統閉合工作，將濕度調節到40%以上；當室內環境濕度大于70%時，單片機控制除濕器閉合開始工作，將濕度調節到70%—下；當室內環境濕度在40%到70%之間時，此時人處于較適宜的濕度范圍內，加濕器和除濕器開關斷開。本實施例中，光強調節電路的電路圖如圖5所示。
[0034]重量感應傳感器和報警裝置的設置，用于檢測學生坐姿，當坐姿不標準時，發出警報。其中兩個重量感應傳感器分別感知兩個胳膊肘對桌面的壓力，將數值傳回單片機，單片機分析兩個數值之差，差值較大時單片機控制告警器開啟，發出警告，提醒學生矯正坐姿。本實用新型中，單片機程序設定時，可根據以下參數進行設置，即當兩個重量感應器傳回的數值，經過單片機判斷后，數值之差小于IMPa時，此時雙肘支撐上體處于平衡的狀態，不報警；當數值之差大于IMPa時，此時雙肘支撐上體處于一邊重一邊輕的狀態，坐姿走形，單片機控制報警裝置動作發出警告，提醒學生矯正坐姿。
【主權項】
1.智能可調課桌，包括桌面(I)和位于桌面下方左右兩側的支腿，兩條支腿的中部通過連桿(6)連接;其特征在于:所述支腿的頂端設置有桌面框架(2)，桌面靠近人體的進側端通過前后移動調節機構設置在桌面框架近端，桌面遠離人體的遠側端通過俯仰調節機構與前后移動調節機構遠端連接;所述桌面上設置有控制器和用于檢測人體與桌面之間距離的檢測機構，所述控制器的輸入端連接檢測機構的輸出端，控制器的輸出端連接前后移動調節機構和俯仰調節機構的受控端。2.根據權利要求1所述的智能可調課桌，其特征在于:所述前后移動調節機構包括滑動設置在桌面框架左右兩側滑槽中的水平滑軌(3)以及設置在滑槽中驅動水平滑軌在滑槽中前后移動的第一伸縮機構;所述檢測機構包括用于檢測人體與桌面進側端距離的第一距離傳感器，第一距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第一伸縮機構的受控端，第一伸縮機構的伸縮桿與水平滑軌的一端固定連接。3.根據權利要求2所述的智能可調課桌，其特征在于:所述俯仰調節機構包括固定設置水平滑軌遠離人體遠端的第二伸縮機構;所述檢測機構包括用于檢測人體頭部與桌面遠側端之間距離的第二距離傳感器，第二距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第二伸縮機構的受控端，第二伸縮機構的伸縮桿頂端與桌面遠側端底端面鉸接。4.根據權利要求3所述的智能可調課桌，其特征在于:所述支腿包括支撐桿(4)和地腳(5)，所述支撐桿為與控制器連接的升降調節機構，升降調節機構包括底端固定在地腳上、頂端與桌面框架底端面固定連接的第三伸縮機構;所述檢測機構包括安裝在桌面框架靠近人體側的底端面上、用于檢測桌面至人體腿部距離的第三距離傳感器，第三距離傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接第三伸縮機構的受控端。5.根據權利要求2至4任一項所述的智能可調課桌，其特征在于:所述第一伸縮機構、第二伸縮機構和第三伸縮機構均為通過電機驅動的電動伸縮桿，控制器的輸出端通過電機驅動電路連接電機的受控端。6.根據權利要求1所述的智能可調課桌，其特征在于:所述桌面上設置有光線強度傳感器，光線強度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端通過嵌裝在桌面框架中的光強調節電路連接室內燈光設備。7.根據權利要求1所述的智能可調課桌，其特征在于:所述桌面上還設置有溫濕度傳感器，溫濕度傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端通過嵌裝在桌面框架中的開關控制電路連接室內空調設備。8.根據權利要求1所述的智能可調課桌，其特征在于:所述桌面上放置手肘的區域分別嵌裝一重量感應傳感器，重量感應傳感器的輸出端連接控制器的輸入端，控制器的輸出端連接設置在桌面框架上的報警裝置。
【文檔編號】A47B41/02GK205547955SQ201620213744
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月21日
【發明人】黃柯瑋
【申請人】黃柯瑋