CN114698945A - 一种自适应一体电动调节桌椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应一体电动调节桌椅，其包括椅子本体、桌子本体和支撑部件，所述椅子本体通过第一高度调节件可升降地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体设有可调节高度的第二高度调节件，所述桌子本体通过距离调节件可移动地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体上可翻转的桌面板，所述桌面板的一边铰接在所述桌子本体上，另一边通过第三电动推杆连接所述桌子本体；所述支撑部件上设有脚踏板，所述椅子本体和所述脚踏板上分别设有压力传感器，所述椅子本体或支撑部件上设有用以传感人体膝盖弯曲角度的角度传感器，所述桌面板上设有用以测量人体的眼部与桌面板距离的红外测距传感器；还包括控制模块，报警模块报警。

Description

一种自适应一体电动调节桌椅
技术领域
本发明涉及一种自适应一体电动调节桌椅。
背景技术
桌椅作为学生日常学习必备的家具，其舒适性极大影响学生的学习效率及身体发育；学生使用与身形不匹配的桌椅会形成错误的坐姿，使学生在学习时极易疲劳，同时，学生看书时都存在弯腰低头的问题，长期如此会形成一个习惯，导致孩子在长大以后，容易产生背部不直的问题；另外，过度的弯腰学习会严重影响孩子的视力，导致视力急速下降；以上问题的产生很大一部分原因是桌椅高度与学生身高不匹配造成的。
对于成长发育过程中的中小学生，由于生长较快，身体变化大，个性化差异大，桌椅需要经常更换或调整，才能满足需求。而普通的桌椅只能提供一个最基本的环境，不能满足中小学生成长发育过程中的个性化需求。自动调节学生坐姿的一体桌椅可以调整孩子坐姿，有效预防孩子近视。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种自适应一体电动调节桌椅。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自适应一体电动调节桌椅，其包括椅子本体、桌子本体和支撑部件，所述椅子本体通过第一高度调节件可升降地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体设有可调节高度的第二高度调节件，所述桌子本体的底部设有滑轮，所述桌子本体通过距离调节件可移动地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体上可翻转的桌面板，所述桌面板的一边铰接在所述桌子本体上，另一边通过第三电动推杆连接所述桌子本体；所述支撑部件上设有脚踏板，所述椅子本体和所述脚踏板上分别设有压力传感器，通过压力传感器检测人体坐姿正确时的体重，所述椅子本体或支撑部件上设有用以传感人体膝盖弯曲角度的角度传感器，所述桌面板上设有用以测量人体的眼部与桌面板距离的红外测距传感器；还包括控制模块，所述压力传感器、角度传感器、红外测距传感器分别信号连接所述控制模块，所述控制模块分别控制连接所述第一高度调节件、第二高度调节件、距离调节件和第三电动推杆，所述控制模块还连接一报警模块，当人体坐姿发生改变超过一定范围时，报警模块报警。
在另一较佳实施例中，所述第一高度调节件包括第一电机和第一电机驱动连接的第一升降组件，所述第一升降组件连接在所述椅子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第一电机。
在另一较佳实施例中，所述第二高度调节件包括第二电机和第二电机驱动连接的安装在桌子本体上的第二升降组件，所述控制模块控制连接所述第二电机。
在另一较佳实施例中，所述距离调节件包括第三电机和第三电机驱动连接的移动组件，所述移动组件连接在所述桌子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第三电机。
在另一较佳实施例中，所述第一高度调节件包括第一电动推杆。
在另一较佳实施例中，所述第二高度调节件包括第二电动推杆。
在另一较佳实施例中，所述控制模块包括手动控制模块。
本发明的有益效果是，本发明采用压力传感器检测人体重量，采用角度传感器检测人体膝关节弯曲的角度，采用红外传感器检测眼睛到桌面的距离，通过采集人体数据，自动调整椅子和桌子之间的距离、椅子的高度以及桌面板的倾角，实现自适应功能，达到矫正学生坐姿和保护学生视力的目的。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种自适应一体电动调节桌椅不局限于实施例。
附图说明
图1是本发明一较佳实施例的立体结构示意图。
图2是本发明一较佳实施例的侧面结构示意图。
图3是本发明一较佳实施例的按键控制面板图。
图4是本发明一较佳实施例的控制电路图。
具体实施方式
实施例，参见图1至图4所示，本发明的一种自适应一体电动调节桌椅包括椅子本体1、桌子本体2和支撑部件3。
所述椅子本体1通过第一电动推杆(第一高度调节件41)可升降地连接在所述支撑部件3上，所述桌子本体2设有可调节高度的第二电动推杆(第二高度调节件42)，所述桌子本体2的底部设有滑轮21，所述桌子本体2通过第三电动推杆(距离调节件5)可移动地连接在所述支撑部件3上，所述桌子本体2上可翻转的桌面板22，所述桌面板22的一边铰接在所述桌子本体2上，另一边通过第四电动推杆6连接所述桌子本体2；所述支撑部件3上设有脚踏板31，所述椅子本体1和所述脚踏板3上分别设有压力传感器7，通过压力传感器7检测人体坐姿正确时的体重，所述椅子本体1或支撑部件3上设有用以传感人体膝盖弯曲角度的角度传感器8，本实施例中，所述角度传感器8设置在椅子本体1的座板的背面，所述桌面板21上设有用以测量人体的眼部与桌面板距离的红外测距传感器9；本实施例还包括控制模块，所述压力传感器7、角度传感器8、红外测距传感器9分别信号连接所述控制模块，所述控制模块分别控制连接所述第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆和第四电动推杆6，所述控制模块还连接一报警模块11，当人体坐姿发生改变超过一定范围时，报警模块11报警。
可以理解的，所述第一高度调节件、第二高度调节件和距离调节件采用电动推杆结构，其他现有结构也可适用，如：所述第一高度调节件包括第一电机和第一电机驱动连接的第一升降组件，所述第一升降组件连接在所述椅子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第一电机。所述第二高度调节件包括第二电机和第二电机驱动连接的安装在桌子本体上的第二升降组件，所述控制模块控制连接所述第二电机。所述距离调节件包括第三电机和第三电机驱动连接的移动组件，所述移动组件连接在所述桌子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第三电机。其中，第一升降组件、第二升降组件和移动组件可以采用相同的结构或不同的结构，该结构例如丝杆和螺母结构、伞齿轮结构等。
本实施例中，除自动调节方式，还可以采用手动调节，因此所述控制模块也包括手动控制模块，按键控制面板如图4所示。
结合图4，本发明的电路图在下面详细说明：
控制模块由主控芯片U10 STM32F103构成。芯片有多个版本的封装，本电路采用LQFP100。U10 STM32F103相关引脚功能：1-3、16-18、23-25、29-37 脚是I/O接口，接收采集处理后的6路肌电和压力信号。8、9脚与X1及C1-C2 组成32K振荡器，12、13脚与X2及C3-C4组成8M振荡器。51-54、57-60、65-68 脚是电机转向控制端。47-48脚是I2C接口，接收串口编码控制信号。76-77 脚是语音输出控制端。94脚BOOT端，接地。6、11、22、28、50、75、100脚是电源端。10、19、27、49、74、99脚是接地端。
电路中信号处理由A/D转换芯片U11-12 ADC0832构成。U11-12 ADC0832 相关引脚功能：1脚片选使能，低电平芯片使能；2脚模拟输入通道0，或作为 IN+/-使用；3脚CH1模拟输入通道1，或作为IN+/-使用；4脚接地端；5脚数据信号输入，选择通道控制；6脚数据信号输出，转换数据输出；7脚芯片时钟输入；8脚电源端。
按键控制由芯片U20 TS12及外围元件构成。TS12是十二位输入，I2C输出触摸芯片。U20 TS12相关引脚功能：1-4、6-7、18-21、23-24脚是触摸输入端。9脚内部I2C时钟频率调整输入端。10脚系统复位端，高电平有效。11 脚I2C时钟输入端。12脚I2C数据端。13脚中断输出端。14脚I2C使能端，低电平有效。22脚内部偏置调整输入端。5、15、17脚是电源端。8、16脚是接地端。
检测体重的压力传感电路部分由压力传感器接口芯片U30-40 MLX90326、压力传感器电桥模块RM SM6842构成。U30-40 MLX90326相关引脚功能：1脚电桥正电源，2脚电桥正输出，3、5脚电桥参考点接地，4脚电桥负输出，6 脚接正电源，7脚模拟输出，8脚接地。
检测膝盖角度的角度传感电路部分由角度测量传感器芯片U50 MLX90316 构成。U50 MLX90316构成相关引脚功能：1脚接正电源，2、6脚测试端，3脚数字信号输出，4脚空脚，5脚模拟信号输出，7脚内部参考，8脚接地。
检测眼部到桌面板距离的红外测距电路部分由红外测距芯片U60 GP2D12 构成。U60 GP2D12相关引脚功能：1脚模拟信号输出，2脚接地，3脚电源端。
报警模块的语音输出由语音芯片U70 SC080及外围元件构成。U70 SC080 相关引脚功能：1脚输入端2/串行复位，2脚输入端1/串行数据，3脚输入/ 输出端/串行反馈，4脚电源地，5-6脚接喇叭，7脚电源端，8脚内部稳压输出。
电机驱动器由7片相同的电机驱动芯片U80-81、U90-93、U100 PTC918构成。U80-81、U90-93、U100 PTC918相关引脚功能：1脚是空脚，2脚正转逻辑输入，3脚反转逻辑输入，4脚电源端，5脚反转输出，6脚逻辑接地，7脚功率管接地，8脚正转输出。电动推杆为芯片M80-81、M90-93、M100。
本实施例的工作过程如下描述：
选择自动模式：首先，当用户坐下来时，通过压力传感器7来检测用户坐姿正确时的体重(双脚不能悬空)。通过第三电动推杆5和滑轮21改变桌子本体2与椅子本体1之间的距离，以便使用户达到舒适的状态。其次，通过角度传感器8来检测用户膝关节弯曲的角度，间接测量身体高度。通过第一电动推杆41和第二电动推杆42改变桌椅高度调节至合适状态。最后，通过红外距离测量传感器6对眼部到桌面距离的检测。通过第四电动推杆6来调节桌面板的角度，以便达到合适的距离，防止近视。检测完成后，自动进入监测状态。当坐姿发生改变超过一定范围时，报警模块11会发出警示。
选择手动模式：通过按键控制面板，选择对应的按键分别调整桌椅的前后距离，桌椅的高度和桌面的角度。然后退出手动模式锁定调整数据。以锁定的数据为基准进入监测模式，当坐姿发生改变超过一定范围时，报警模块11的语音提醒部分会发出警示。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种自适应一体电动调节桌椅，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：其包括椅子本体、桌子本体和支撑部件，所述椅子本体通过第一高度调节件可升降地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体设有可调节高度的第二高度调节件，所述桌子本体的底部设有滑轮，所述桌子本体通过距离调节件可移动地连接在所述支撑部件上，所述桌子本体上可翻转的桌面板，所述桌面板的一边铰接在所述桌子本体上，另一边通过第三电动推杆连接所述桌子本体；所述支撑部件上设有脚踏板，所述椅子本体和所述脚踏板上分别设有压力传感器，通过压力传感器检测人体坐姿正确时的体重，所述椅子本体或支撑部件上设有用以传感人体膝盖弯曲角度的角度传感器，所述桌面板上设有用以测量人体的眼部与桌面板距离的红外测距传感器；还包括控制模块，所述压力传感器、角度传感器、红外测距传感器分别信号连接所述控制模块，所述控制模块分别控制连接所述第一高度调节件、第二高度调节件、距离调节件和第三电动推杆，所述控制模块还连接一报警模块，当人体坐姿发生改变超过一定范围时，报警模块报警。
2.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述第一高度调节件包括第一电机和第一电机驱动连接的第一升降组件，所述第一升降组件连接在所述椅子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第一电机。
3.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述第二高度调节件包括第二电机和第二电机驱动连接的安装在桌子本体上的第二升降组件，所述控制模块控制连接所述第二电机。
4.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述距离调节件包括第三电机和第三电机驱动连接的移动组件，所述移动组件连接在所述桌子本体和所述支撑部件之间，所述控制模块控制连接所述第三电机。
5.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述第一高度调节件包括第一电动推杆。
6.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述第二高度调节件包括第二电动推杆。
7.根据权利要求1所述的一种自适应一体电动调节桌椅，其特征在于：所述控制模块包括手动控制模块。
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