CN112315259B - 一种适用于学前教育的智能化教室系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于学前教育的智能化教室系统，包括放置槽以及设置在放置槽中的升降桌，升降桌包括桌面和底柱，放置槽中心设有油缸槽，油缸槽中设有升降油缸，升降油缸活塞杆与桌面连接；放置槽四周设有升降槽；四个升降槽设置四个底柱，底柱设有第一导轨，相邻两个底柱的第一导轨之间设有侧挡板，两个相邻侧挡板内侧均设有第一检测装置；底柱一侧中部开设有活动口；底柱内设有第一电机，第一电机输出轴上连接有第一丝杆，第一丝杆上连接有螺纹座，螺纹座设有固定板，固定板一分别与两个侧挡板一端的底部固定连接，侧挡板两端底部的固定板上设置有第二检测装置。检测装置对底柱之间检测是否存在障碍物体，有效保障了幼儿的安全，防止出现事故。

Description

一种适用于学前教育的智能化教室系统
技术领域
本发明属于教室器具技术领域，具体涉及一种适用于学前教育的智能化教室系统。
背景技术
儿童是人生智力发展的基础阶段，又是发展最快的时期，适当、正确的学前教育对幼儿智力及其日后的发展有很大的作用。幼儿园的学前教育过程中，老师常常需要与孩子在操场上进行游戏互动，但在雨雪天气下，无法在操场上进行互动性活动，只能在教室内进行活动，然而受到教室空间有限的影响，老师有时需要将桌椅移动到教室两侧，幼儿园椅子小巧便于移动，但桌子尺寸相对较大，幼师们在搬运时十分不便，浪费时间和体力；因此需要一种升降桌来使得桌子能够下降并与底面平齐，从而使教室空间形成平整场地，
发明内容
本发明针对上述问题，公开了一种适用于学前教育的智能化教室系统，通过升降装置将桌子嵌入在地上上的桌面下降，使得桌面能与底面平齐，并且通过检测装置对桌底进行检测，防止桌底有异物而影响到桌子下降。
具体的技术方案如下：
一种适用于学前教育的智能化教室系统，包括设置在地面上的放置槽以及设置在放置槽中的升降桌，升降桌包括桌面和设置桌面底部四周的底柱，所述放置槽呈矩形结构，放置槽的中心开设有矩形结构的油缸槽，油缸槽顶部连接有矩形结构的定位罩壳，油缸槽中设置有升降油缸，所述升降油缸的活塞杆与桌面底部中心固定连接，且桌面底部位于升降油缸活塞杆的外侧设置有活动套，所述活动套下端嵌入到定位罩壳中，实现升降油缸带动桌面进行升降，并使得活动套在定位罩壳和油缸槽中滑动；所述放置槽的四周开设有矩形结构的升降槽；四个所述升降槽分别活动设置四个底柱，所述底柱为中空结构，相邻两个底柱的相对一侧均纵向开设有滑口，底柱位于所述滑口处均纵向设置有第一导轨，相邻两个底柱的第一导轨之间滑动设置有侧挡板，其中两个相邻侧挡板的内侧均设置有第一检测装置；所述底柱一侧中部开设有活动口，且底柱内腔位于所述活动口处设置有活动支撑组件；所述底柱内腔顶端均设置有第一电机，所述第一电机的输出轴上固定连接有第一丝杆，所述第一丝杆的底端转动设置在底柱内腔底端，第一丝杆上螺纹连接有螺纹座，所述螺纹座的一侧及一端均设置有固定板，固定板的底部连接有连接板，所述连接板底端设置有支撑座，所述支撑座为中空结构并套设在第一丝杆的外侧，且支撑座对活动支撑组件底部进行支撑，两个所述固定板的一端分别穿过底柱上的两个滑口并分别与两个侧挡板一端的底部固定连接，使得每个侧挡板底部两端均固定连接一个固定板，实现了侧挡板在第一电机带动下在第一导轨上升降，侧挡板两端底部的固定板上设置有第二检测装置。
进一步的，所述第一检测装置包括第二导轨、第二电机、第二丝杆、滑动座、第一传感器发射端、第一传感器接收端、传感器反射板，所述第二导轨横向设置在侧挡板的内侧壁上，第二导轨的一端均设置所述第二电机，第二电机的输出轴上固定连接第二丝杆，所述第二丝杆的另一端转动设置在侧挡板的另一端，且第二丝杆上螺纹连接所述滑动座，滑动座与第二导轨滑动连接，实现第一电机通过第二丝杆带动滑动座在侧挡板上水平滑动，所述滑动座上设置第一传感器发射端和第一传感器接收端，且另外两个相邻的侧挡板内壁上设置传感器反射板。
进一步的，所述第二检测装置包括第二传感器发射端、第二传感器接收端，所述第二传感器发射端和第二传感器接收端分别对称设置在侧挡板两端底部的固定板上。
进一步的，所述活动支撑组件包括铰接轴和支撑块，所述铰接轴为水平设置，铰接轴两端与底柱两端内壁固定连接，铰接轴上设置所述支撑块，支撑块一端呈圆弧状，且支撑块位于圆弧状的一端对称设有两个定位板，两个定位板位于第一丝杆的两侧，两个定位板的底部通过支撑座支撑，且定位板的一端为倾斜设置，且定位板倾斜一端与定位板底部之间为弧形过渡设计。
进一步的，还包括有PLC控制器和蜂鸣器，所述蜂鸣器分别安装在每个升降座的底部，所述PLC控制器分别与蜂鸣器、升降油缸、第一电机、第二电机、第一传感器发射端、第一传感器接收端、第二传感器发射端、第二传感器接收端电连接。
进一步的，所述桌面底部位于四个侧挡板上方均开设有容置槽，所述容置槽中横向设置有定位轴，所述定位轴的两端转动设置在容置槽的两端内壁上，定位轴上均卷绕设置有多个弹簧卷，所述弹簧卷的内卷末端与定位轴固定连接，弹簧卷的外卷末端均连接有防护布卷，所述防护布卷的长度与侧挡板的长度相适应，且防护布卷的内圈卷绕设置在定位轴上，防护布卷的外圈末端与侧挡板的顶部固定连接，使得侧挡板在下降时带动防护布卷放卷并下行，从而通过防护布卷对桌底四周进行阻挡。
进一步的，所述定位罩壳的四周外壁上也设置有光电传感器反射板。
进一步的，所述底柱侧壁与桌面的侧边平齐。
进一步的，所述油缸槽以及定位罩壳的内壁上均纵向设有第三导轨，且活动套的外壁上设有有第三导轨相适配的第一导向槽，实现活动套与油缸槽和定位罩壳的滑动连接。
进一步的，所述升降槽的内壁上均纵向设有第四导轨，且底柱的外壁上均设有与第四导轨相适配的第二导向槽，实现底柱与升降槽的滑动连接。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明在使用时通过PLC控制器控制四个第一电机同时进行运转，使得固定板带动侧挡板在第一导轨上下降，在下降过程中，通过两个固定板上的第二检测装置对底柱之间进行检测是否存在障碍物体，如遇障碍，光电传感器将信号发生至PLC控制器，PLC控制器控制第一电机反转，使侧挡板立即返回，同时发出警报，有效保障了幼儿的安全，防止出现事故。
(2)本发明中当侧挡板移动到放置槽底端就位时，第一检测装置开始对放置槽底端进行障碍物检测，防止遗留在放置槽中的障碍物对桌面下降产生的影响，从而防止设备出现故障，保证了升降桌面使用时安全性。
(3)本发明中侧挡板上端连接有防护布卷，当侧挡板随固定板下降并检测后，通过防护布卷对底柱之间进行遮盖，防止幼儿或其他障碍物在经过检测后进入到桌底，进一步提高了安全性能。
(4)本发明中的底柱中设置有活动支撑组件，通过支撑座对支撑块底部进行支撑，使得支撑块外侧抵靠在地面上，从而对底柱进行支撑，减轻了升降油缸活塞杆受到的压力，提高了升降油缸的使用寿命；并且升降桌在下降时，第一电机带动第一丝杆旋转时，螺纹座下行，并压动支撑块90度旋转并收至底柱中，避免对底柱的升降产生影响，实用性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的立体图。
图3为本发明中升降桌一侧的侧面剖视图。
图4为本发明中升降桌另一侧的侧面剖视图。
图5为本发明中升降桌一端的侧面剖视图。
图6为本发明中油缸槽的剖视图。
图7为图5中A处放大示意图。
图8为本发明中PLC控制器的工作原理图。
附图标记说明
放置槽1、升降桌2、桌面21、活动套211、第一导向槽212、容置槽213、定位轴214、弹簧卷215、防护布卷216、底柱22、滑口221、第一导轨222、第二导向槽223、侧挡板23、第一检测装置24、第二导轨241、第二电机242、第二丝杆243、滑动座244、第一传感器发射端245、第一传感器接收端246、传感器反射板247、活动口25、活动支撑组件26、铰接轴261、支撑块262、定位板263、第一电机27、第一丝杆271、螺纹座28、固定板281、连接板282、支撑座283、第二检测装置29、第二传感器发射端291、第二传感器接收端292、油缸槽3、升降油缸31、定位罩壳32、第三导轨33、升降槽4、第四导轨41、PLC控制器5、蜂鸣器6。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。本发明中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中所使用的传感器均为德国SICK西克光电传感器，型号为GTB6-P4211，为现有技术，在此不作赘述。
如图1-8所示，一种适用于学前教育的智能化教室系统，包括设置在地面上的放置槽1以及设置在放置槽1中的升降桌2，升降桌2包括桌面21和设置桌面21底部四周的底柱22，所述放置槽1呈矩形结构，放置槽1的中心开设有矩形结构的油缸槽3，油缸槽3顶部连接有矩形结构的定位罩壳32，油缸槽3中设置有升降油缸31，所述升降油缸31的活塞杆与桌面21底部中心固定连接，且桌面21底部位于升降油缸31活塞杆的外侧设置有活动套211，所述活动套211下端嵌入到定位罩壳32中，实现升降油缸31带动桌面21进行升降，并使得活动套211在定位罩壳32和油缸槽3中滑动；所述放置槽1的四周开设有矩形结构的升降槽4；四个所述升降槽4分别活动设置四个底柱22，所述底柱22为中空结构，相邻两个底柱22的相对一侧均纵向开设有滑口221，底柱22位于所述滑口221处均纵向设置有第一导轨222，相邻两个底柱22的第一导轨222之间滑动设置有侧挡板23，其中两个相邻侧挡板23的内侧均设置有第一检测装置24；所述底柱22一侧中部开设有活动口25，且底柱22内腔位于所述活动口25处设置有活动支撑组件26；所述底柱22内腔顶端均设置有第一电机27，所述第一电机27的输出轴上固定连接有第一丝杆271，所述第一丝杆271的底端转动设置在底柱22内腔底端，第一丝杆271上螺纹连接有螺纹座28，所述螺纹座28的一侧及一端均设置有固定板281，固定板281的底部连接有连接板282，所述连接板282底端设置有支撑座283，所述支撑座283为中空结构并套设在第一丝杆271的外侧，且支撑座283对活动支撑组件26底部进行支撑，两个所述固定板281的一端分别穿过底柱22上的两个滑口221并分别与两个侧挡板23一端的底部固定连接，使得每个侧挡板23底部两端均固定连接一个固定板281，实现了侧挡板23在第一电机27带动下在第一导轨222上升降，当侧挡板23移动到放置槽1底端就位时，第一检测装置24开始对放置槽1底端进行障碍物检测，防止遗留在放置槽1中的障碍物对桌面21下降产生的影响，从而防止设备出现故障，保证了升降桌2面使用时安全性；侧挡板23两端底部的固定板281上设置有第二检测装置29，侧挡板23在下降过程中，通过两个固定板281上的第二检测装置29对底柱22之间进行探测是否存在障碍物体。
进一步的，所述第一检测装置24包括第二导轨241、第二电机242、第二丝杆243、滑动座244、第一传感器发射端245、第一传感器接收端246、传感器反射板247，所述第二导轨241横向设置在侧挡板23的内侧壁上，第二导轨241的一端均设置所述第二电机242，第二电机242的输出轴上固定连接第二丝杆243，所述第二丝杆243的另一端转动设置在侧挡板23的另一端，且第二丝杆243上螺纹连接所述滑动座，滑动座与第二导轨241滑动连接，实现第一电机27通过第二丝杆243带动滑动座在侧挡板23上水平滑动，所述滑动座上设置第一传感器发射端245和第一传感器接收端246，且另外两个相邻的侧挡板23内壁上设置传感器反射板247，且第一传感器发射端245和第一传感器接收端246对准传感器反射板247。
进一步的，所述第二检测装置29包括第二传感器发射端291、第二传感器接收端292，所述第二传感器发射端291和第二传感器接收端292分别对称设置在侧挡板23两端底部的固定板281上。
进一步的，所述活动支撑组件26包括铰接轴261和支撑块262，所述铰接轴261为水平设置，铰接轴261两端与底柱22两端内壁固定连接，铰接轴261上设置所述支撑块262，支撑块262一端呈圆弧状，支撑块262圆弧状的一端与螺纹座28不在一条垂线上，且支撑块262位于圆弧状的一端对称设有两个定位板263，两个定位板263位于第一丝杆271的两侧，两个定位板263的底部通过支撑座283支撑，从而减轻了升降油缸31活塞杆受到的压力，提高了升降油缸31的使用寿命，且定位板263的一端为倾斜设置，且定位板263倾斜一端与定位板263底部之间为弧形过渡设计，螺纹座28上升时，螺纹座28通过连接板282带动支撑座283上升，支撑座283上表面与支撑块262的倾斜的一端相配合，使得支撑块262向上旋转，定位板263倾斜一端的弧形过渡设计，使得支撑座283带动支撑块262转动至处于水平状态，并且当支撑座283对支撑块262底部进行支撑时，侧挡板23移动至第一导轨222的顶端；升降桌2在下降时，第一电机27带动第一丝杆271旋转时，螺纹座28下行，并压动支撑块26290度旋转并收至底柱22中，避免对底柱22的升降产生影响。
进一步的，还包括有PLC控制器5和蜂鸣器6，所述蜂鸣器6分别安装在每个升降座的底部，所述PLC控制器5分别与蜂鸣器6、升降油缸31、第一电机27、第二电机242、第一传感器发射端245、第一传感器接收端246、第二传感器发射端291、第二传感器接收端292电连接，通过PLC控制器控制四个第一电机27同时进行运转，使得固定板281带动侧挡板23在第一导轨222上下降，在下降过程中，通过两个固定板281上的第二检测装置29对底柱22之间进行检测是否存在障碍物体，如遇障碍，光电传感器将信号发生至PLC控制器5，PLC控制器5控制第一电机27反转，使侧挡板23立即返回。
进一步的，所述桌面21底部位于四个侧挡板23上方均开设有容置槽213，所述容置槽213中横向设置有定位轴214，所述定位轴214的两端转动设置在容置槽213的两端内壁上，定位轴214上均卷绕设置有多个弹簧卷215，所述弹簧卷215的内卷末端与定位轴214固定连接，弹簧卷215的外卷末端均连接有防护布卷216，所述防护布卷216的长度与侧挡板23的长度相适应，且防护布卷216的内圈卷绕设置在定位轴214上，防护布卷216的外圈末端与侧挡板23的顶部固定连接，使得侧挡板23在下降时带动防护布卷216放卷并下行，从而通过防护布卷216对桌底四周进行阻挡，防止幼儿或其他障碍物在经过检测后进入到桌底，进一步提高了安全性能。
进一步的，所述定位罩壳32的四周外壁上也设置有光电传感器反射板247。
进一步的，所述底柱22侧壁与桌面21的侧边平齐。
进一步的，所述油缸槽3以及定位罩壳32的内壁上均纵向设有第三导轨33，且活动套211的外壁上设有有第三导轨33相适配的第一导向槽212，实现活动套211与油缸槽3和定位罩壳32的滑动连接。
进一步的，所述升降槽4的内壁上均纵向设有第四导轨41，且底柱22的外壁上均设有与第四导轨41相适配的第二导向槽223，实现底柱22与升降槽4的滑动连接。
工作原理：
在使用时通过PLC控制器控制四个底柱中的第一电机同时进行运转，使得固定板带动侧挡板在第一导轨上下降，同时侧挡板拉动防护布卷下降对底柱之间进行遮盖，在下降过程中，两个固定板上的第二检测装置对底柱之间进行检测是否存在障碍物体，如遇障碍，光电传感器将信号发生至PLC控制器，PLC控制器控制第一电机反转，使侧挡板立即返回，同时防护布卷在弹簧卷的恢复作用力下拉动防护布卷重新进行收卷；当侧挡板移动到放置槽底端就位时，第二电机带动第二丝杆旋转，使得滑动座在第二导轨上移动开始对放置槽底端进行障碍物检测，第一传感器发射端向传感器反射板发生光线，经传感器反射板反射至第一传感器接收端上，若第一传感器接收端没接收到信号，则区域内含有障碍物，PLC控制器控制第二电机停止旋转，含有障碍物的的升降桌上的蜂鸣器发出警报，提醒人员进行清除障碍。
活动支撑组件在工作时，通过支撑座对支撑块底部进行支撑，使得支撑块外侧抵靠在地面上，从而对底柱进行支撑，升降桌在下降时，第一电机带动第一丝杆旋转，螺纹座下行，并压动支撑块90度旋转并收至底柱中。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，包括设置在地面上的放置槽(1)以及设置在放置槽(1)中的升降桌(2)，升降桌(2)包括桌面(21)和设置桌面(21)底部四周的底柱(22)，所述放置槽(1)呈矩形结构，放置槽(1)的中心开设有矩形结构的油缸槽(3)，油缸槽(3)顶部连接有矩形结构的定位罩壳(32)，油缸槽(3)中设置有升降油缸(31)，所述升降油缸(31)的活塞杆与桌面(21)底部中心固定连接，且桌面(21)底部位于升降油缸(31)活塞杆的外侧设置有活动套(211)，所述活动套(211)下端嵌入到定位罩壳(32)中；所述放置槽(1)的四周开设有矩形结构的升降槽(4)；四个所述升降槽(4)分别活动设置四个底柱(22)，所述底柱(22)为中空结构，相邻两个底柱(22)的相对一侧均纵向开设有滑口(221)，底柱(22)位于所述滑口(221)处均纵向设置有第一导轨(222)，相邻两个底柱(22)的第一导轨(222)之间滑动设置有侧挡板(23)，其中两个相邻侧挡板(23)的内侧均设置有第一检测装置(24)；所述底柱(22)一侧中部开设有活动口(25)，且底柱(22)内腔位于所述活动口(25)处设置有活动支撑组件(26)；所述底柱(22)内腔顶端均设置有第一电机(27)，所述第一电机(27)的输出轴上固定连接有第一丝杆(271)，所述第一丝杆(271)的底端转动设置在底柱(22)内腔底端，第一丝杆(271)上螺纹连接有螺纹座(28)，所述螺纹座(28)的一侧及一端均设置有固定板(281)，固定板(281)的底部连接有连接板(282)，所述连接板(282)底端设置有支撑座(283)，所述支撑座(283)为中空结构并套设在第一丝杆(271)的外侧，且支撑座(283)对活动支撑组件(26)底部进行支撑，两个所述固定板(281)的一端分别穿过底柱(22)上的两个滑口(221)并分别与两个侧挡板(23)一端的底部固定连接，使得每个侧挡板(23)底部两端均固定连接一个固定板(281)，侧挡板(23)两端底部的固定板(281)上设置有第二检测装置(29)；
所述活动支撑组件(26)包括铰接轴(261)和支撑块(262)，所述铰接轴(261)为水平设置，铰接轴(261)两端与底柱(22)两端内壁固定连接，铰接轴(261)上设置所述支撑块(262)，支撑块(262)一端呈圆弧状，且支撑块(262)位于圆弧状的一端对称设有两个定位板(263)，两个定位板(263)位于第一丝杆(271)的两侧，两个定位板(263)的底部通过支撑座(283)支撑，且定位板(263)的一端为倾斜设置，且定位板(263)倾斜一端与定位板(263)底部之间为弧形过渡设计；
所述桌面(21)底部位于四个侧挡板(23)上方均开设有容置槽(213)，所述容置槽(213)中横向设置有定位轴(214)，所述定位轴(214)的两端转动设置在容置槽(213)的两端内壁上，定位轴(214)上均卷绕设置有多个弹簧卷(215)，所述弹簧卷(215)的内卷末端与定位轴(214)固定连接，弹簧卷(215)的外卷末端均连接有防护布卷(216)，所述防护布卷(216)的长度与侧挡板(23)的长度相适应，且防护布卷(216)的内圈卷绕设置在定位轴(214)上，防护布卷(216)的外圈末端与侧挡板(23)的顶部固定连接，使得侧挡板(23)在下降时带动防护布卷(216)放卷并下行，从而通过防护布卷(216)对桌底四周进行阻挡。
2.如权利要求1所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述第一检测装置(24)包括第二导轨(241)、第二电机(242)、第二丝杆(243)、滑动座(244)、第一传感器发射端(245)、第一传感器接收端(246)、传感器反射板(247)，所述第二导轨(241)横向设置在侧挡板(23)的内侧壁上，第二导轨(241)的一端均设置所述第二电机(242)，第二电机(242)的输出轴上固定连接第二丝杆(243)，所述第二丝杆(243)的另一端转动设置在侧挡板(23)的另一端，且第二丝杆(243)上螺纹连接所述滑动座，滑动座与第二导轨(241)滑动连接，所述滑动座上设置第一传感器发射端(245)和第一传感器接收端(246)，且另外两个相邻的侧挡板(23)内壁上设置传感器反射板(247)。
3.如权利要求2所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述第二检测装置(29)包括第二传感器发射端(291)、第二传感器接收端(292)，所述第二传感器发射端(291)和第二传感器接收端(292)分别对称设置在侧挡板(23)两端底部的固定板(281)上。
4.如权利要求3所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，还包括有PLC控制器(5)和蜂鸣器(6)，所述蜂鸣器(6)分别安装在每个升降座的底部，所述PLC控制器(5)分别与蜂鸣器(6)、升降油缸(31)、第一电机(27)、第二电机(242)、第一传感器发射端(245)、第一传感器接收端(246)、第二传感器发射端(291)、第二传感器接收端(292)电连接。
5.如权利要求1所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述定位罩壳(32)的四周外壁上也设置有光电传感器反射板(247)。
6.如权利要求1所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述底柱(22)侧壁与桌面(21)的侧边平齐。
7.如权利要求1所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述油缸槽(3)以及定位罩壳(32)的内壁上均纵向设有第三导轨(33)，且活动套(211)的外壁上设有有第三导轨(33)相适配的第一导向槽(212)，实现活动套(211)与油缸槽(3)和定位罩壳(32)的滑动连接。
8.如权利要求1所述的一种适用于学前教育的智能化教室系统，其特征在于，所述升降槽(4)的内壁上均纵向设有第四导轨(41)，且底柱(22)的外壁上均设有与第四导轨(41)相适配的第二导向槽(223)，实现底柱(22)与升降槽(4)的滑动连接。
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