CN206619001U - 一种可定时的智能电脑升降椅 - Google Patents

Abstract

本实用新型主要涉及电脑椅领域，更具体地，涉及一种可定时的智能电脑升降椅。可定时的智能电脑升降椅的压力检测模块、时钟模块、红外检测模块、温湿度检测模块、手动按键、电源模块的输出端连接着单片机的输入端；单片机的输出端连接着驱动模块、继电器、振荡电路、声音提醒模块、振动驱动的输入端；驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；继电器的输出端连接着加热模块的输入端；振荡电路的输出端连接着电磁摇摆模块的输入端；振动驱动的输出端连接着凸轮的输入端。本实用新型通过检测电脑椅上受压力的时间，计算使用者的工作时间，当使用者工作一段时间，进行报警提醒使用者休息；可以通过按键控制椅子的升降、加热及按摩等功能。

Description

一种可定时的智能电脑升降椅

技术领域

本实用新型主要涉及电脑椅领域，更具体地说，涉及一种可定时的智能电脑升降椅。

背景技术

随着科技的不断进步，电脑走进了千家万户，上班时对着电脑工作，下班时对着电脑看电视剧玩游戏。但是长时间对着电脑工作，容易产生颈椎病，脊椎炎等，最佳的方式是工作一段时间休息几分钟，但是一般工作时容易忘记时间，设计一种可定时的智能电脑升降椅，进行定时提醒，也可以进行升降、按摩等功能，帮助使用者缓解疲劳。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种可定时的智能电脑升降椅，通过检测电脑椅上受压力的时间，计算使用者的工作时间，当使用者工作一段时间，进行报警提醒使用者休息；可以通过按键控制椅子的升降、加热及按摩等功能。

为解决上述技术问题，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅包括压力检测模块、时钟模块、红外检测模块、温湿度检测模块、手动按键、电源模块、单片机、驱动模块、升降电机、继电器、加热模块、振荡电路、电磁摇摆模块、声音提醒模块、振动驱动、凸轮，通过检测电脑椅上受压力的时间，计算使用者的工作时间，当使用者工作一段时间，进行报警提醒使用者休息；可以通过按键控制椅子的升降、加热及按摩等功能。

其中，所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端；所述红外检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述温湿度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述手动按键的输出端连接着单片机的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；所述单片机的输出端连接着继电器的输入端；所述继电器的输出端连接着加热模块的输入端；所述单片机的输出端连接着振荡电路的输入端；所述振荡电路的输出端连接着电磁摇摆模块的输入端；所述单片机的输出端连接着声音提醒模块的输入端；所述单片机的输出端连接着振动驱动的输入端；所述振动驱动的输出端连接着凸轮的输入端。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述单片机采用AT89C51单片机。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述红外检测模块采用BIS0001热释电红外线传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述驱动模块采用THB7218芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述定时与振荡电路采用NE555芯片。

作为本实用新型的进一步优化，本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅所述振动驱动采用L298N芯片。

控制效果：本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅，通过检测电脑椅上受压力的时间，计算使用者的工作时间，当使用者工作一段时间，进行报警提醒使用者休息；可以通过按键控制椅子的升降、加热及按摩等功能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的硬件结构图。

图2为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的单片机的电路图。

图3为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的压力检测模块的电路图。

图4为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的驱动模块、升降电机的电路图。

图5为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的红外检测模块的电路图。

图6为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的电源模块的电路图。

图7为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的继电器、加热模块的电路图。

图8为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的温湿度检测模块的电路图。

图9为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的振动驱动、凸轮的电路图。

图10为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的声音提醒模块的电路图。

图11为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的手动按键的电路图。

图12为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的电磁摇摆模块的电路图。

图13为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的振荡电路的电路图。

图14为本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的时钟模块的电路图。

具体实施方式

具体实施方式一：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，本实施方式所述一种可定时的智能电脑升降椅包括压力检测模块、时钟模块、红外检测模块、温湿度检测模块、手动按键、电源模块、单片机、驱动模块、升降电机、继电器、加热模块、振荡电路、电磁摇摆模块、声音提醒模块、振动驱动、凸轮，通过检测电脑椅上受压力的时间，计算使用者的工作时间，当使用者工作一段时间，进行报警提醒使用者休息；可以通过按键控制椅子的升降、加热及按摩等功能。

其中，所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端，压力检测模块采用电阻应变片称重传感器，额定载荷为200kg，压力检测模块通过放置在椅子的底部上，感受椅座上所受到的压力信号，传感器电路所采用的是全桥电路，有四个电阻应变片，电阻应变式压力传感器主要由弹性体、电阻应变片电缆线等组成，内部线路采用惠更斯电桥，当弹性体承受载荷产生形变时，电阻应变片(转换元件)受到拉伸或压缩应变片变形后，它的阻值将发生变化(增大或减小)，从而使电桥失去平衡，产生相应的差动信号，供后续电路测量和处理。传感器电路产生的差动信号比较微弱，需要通过放大器将微弱的信号进行放大后传送到单片机进行处理，压力检测模块的OUTA引脚与单片机的P1.7引脚相连接。

所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端，时钟模块采用DS1302时钟芯片，时钟芯片为智能电脑升降椅提供标准时间，可以设置定时时间进行休息，DS1302时钟芯片的通讯接口有3个口线组成，即RST、SCLK、I/O，其中RST从低电平变成高电平启动一次数据传输过程，SCLK是时钟线，I/O是数据线，DS1302时钟芯片的3个口线，RST口与单片机的P3.7引脚相连接，SCLK口与单片机的P3.5引脚相连接，I/O口与单片机的P3.6引脚相连接。

所述红外检测模块的输出端连接着单片机的输入端，红外检测模块用于检测智能电脑升降椅上是否有人，人体散发出的红外线被红外检测模块检测到，红外检测模块采用BIS0001热释电红外线传感器，红外检测模块通过目标与背景的温差来探测目标，利用热释电效应，在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U，根据上下电极之间产生电压差确定传感器检测到红外信号。当智能干手器前检测到红外信号，单片机接收到红外信号并进行控制，红外检测模块检测到红外信号从OUT1口输出低电平信号到单片机的P1.5引脚。

所述温湿度检测模块的输出端连接着单片机的输入端，温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器，温湿度检测模块检测环境中的温湿度值，将检测到的温湿度值传送到单片机进行处理，控制加热模块进行加热，SHT11温湿度传感器的SCK引脚为串行时钟输入，用于使单片机与温湿度检测模块的通讯同步，DATA引脚为串行数据，用于读取传感器数据，当向传感器发送命令时，DATA在SCK上升沿有效且在SCK高电平时必须保持稳定。DATA在SCK下降沿之后改变。为了确保通讯安全，DATA的有效时间在SCK上升沿之前和下降沿之后应该分别延长一段时间，当从传感器读取数据时，DATA在SCK变低以后有效，且维持到下一个SCK的下降沿，为避免信号冲突，单片机驱动DATA在低电平，需要一个外部的上拉电阻将信号提拉至高电平，温湿度检测模块的DATA引脚和SCK引脚分别连接到单片机的P01.0、P1.1引脚。

所述手动按键的输出端连接着单片机的输入端，手动按键采用独立按键，手动按键包括4个按键，按键S1、S2为时间增减按键，按键S3为确定按键，按键S4为功能按键，手动按键的一端连接着电阻接地，一端连接到单片机的P3.0、P3.1、P3.2、P3.3引脚。

所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端，电源模块通过将220V电压转换为5V电压为控制器供电，家庭普遍采用220V电压作为标准电源，但是由于控制器的工作电压为5V，通过电源模块将220V电压进行降压、滤波、稳压等转换成5V电压从VCC引脚输入到单片机。

所述单片机的输出端连接着驱动模块的输入端，驱动模块采用THB7218芯片，驱动模块采用双全桥MOSFET驱动，驱动的步进电机为两相四线制步进电机，由于单片机的端口输出的高电平电压较小，不能够控制升降电机进行运转，也不能控制电机运转方向，单片机输出信号到驱动芯片控制电机的运转、运动方向，其中，EN为脱机信号控制端，CW/CCW为正/反转信号输入端，VREF为电流设定端，M1、M2、M3为细分设置端，CLK为脉冲信号输入端，VCC为电源端，单片机的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、VCC引脚与驱动模块的CW/CCW、EN、VREF、M1、M2、M3、CLK、VCC引脚相连接，控制电机的正反转及运转时间。

所述驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端，升降电机采用两相四线制步进电机，驱动模块通过OUT1A、OUT2A、OUT1B、OUT2B口输出信号控制升降电机进行运转。

所述单片机的输出端连接着继电器的输入端，继电器的输出端连接着加热模块的输入端，继电器采用LY2NJ小型继电器，由于加热模块的控制电流较大，单片机不能直接控制加热模块进行加热，通过继电器接收到的单片机的电流间接地控制加热模块，继电器的AD1口与单片机的P1.3引脚相连接，加热模块采用4个电阻丝进行加热，通过电阻通电发热的原理，提升温度。

所述单片机的输出端连接着振荡电路的输入端，振荡电路采用NE555芯片，当单片机输出一个负脉冲到Vc端时，定时器触发定时；在定时时间内，三极管Q1饱和导通，多谐振荡电路得电起振。利用D1、D2的单向导电性使得充电时经R1、D2，放电时经R3、D2，即将电容器C4的充、放电回路分开，对R1、R3进行调节，使得多谐振荡器的频率和占空比均可调；在调节的过程中，只要保证R1、R3相等，就可使U2输出占空比的电压V0为1:1的交变方波，在U1的2端接一个开关，即可实现手动控制摇晃，振荡电路的输出端V0连接到电磁摇摆模块的V1端，定时与振荡模块的V0、Vc端与单片机的P1.4、P1.6引脚。

所述振荡电路的输出端连接着电磁摇摆模块的输入端，电磁摇摆模块采用2个电磁线圈，在定时器器定时开始时，给三极管Q3的集电极一个略小于6V的电压，基极电压决定了三极管的导通或截止。当V1为高电平时，通过R3、R5分压加至Q1，使Q1导通，220V交流电经D2整流，使带有铁芯的线圈L2有电流通过，而此时Q3饱和导通，对Q2无作用，Q2仍处于截止状态；当V1为低电平时，Q1截止，Q3截止输出的高电平经R8、R9分压加至Q2使之导通，则交流电压220V经D3整流，以与上述相反方向流过线圈L2，即L2的磁场方向随多谐振荡电路输出的高、低电平的变换而变化，而L1总是经D1整流而单向流动，产生恒定方向的磁场。随着L2磁场的交替变化，L1和L2之间的磁场力也是交替变换的，从而驱动升降椅进行摇摆运动。

所述单片机的输出端连接着声音提醒模块的输入端，声音提醒模块采用扬声器和LED，当检测到使用者工作一段时间时，DS1点亮，扬声器响起，达到声光报警功能。单片机P1.2脚输出高电平到声音提醒模块的DATA2端口时，DS1点亮，并且三极管导通，扬声器也发出声响。

所述单片机的输出端连接着振动驱动的输入端，振动驱动采用L298N芯片，由于凸轮运转需要大电压进行供电，单片机直接输出的小电压无法直接给电机供电，单片机输出的信号通过振动驱动将输出的小电压信号转换为大电压信号给凸轮进行供电，单片机通过P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P0.4、P0.5引脚与振动驱动的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、EN B口相连接。

所述振动驱动的输出端连接着凸轮的输入端，凸轮采用AEV250凸轮电机，驱动模块输出信号驱动凸轮进行运转，由于凸轮是不等心圆，在凸轮旋转的过程中，不能平稳运转，达到振动的效果。

具体实施方式二：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，所述单片机采用AT89C51单片机。所述AT89C51单片机从它内部的硬件到软件都有一套完整的按位操作系统，片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理。51单片机的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平(复位时，各I/O口均置高电)。当该脚作输出脚使用时，则为高电平或低电平均可。

具体实施方式三：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14明本实施方式，所述红外检测模块采用BIS0001热释电红外线传感器。BIS0001热释电红外传感器是一款具有较高性能的传感器信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外界元器件就可构成被动式的热释电红外开关、报警用人体热释电传感器等。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。BIS0001热释电红外传感器具有数模混合、独立的高输入阻抗运算放大器、双向鉴幅器可有效抑制干扰、内设延迟时间定时器和封锁时间定时器、采用16脚DIP封装等特点。

具体实施方式四：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。SHT11温湿度传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。传感器采用专利的CMOSens技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电容性聚合体测湿敏感元件、一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。

具体实施方式五：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，所述驱动模块采用THB7218芯片。THB7128是一款专业的两相步进电机驱动芯片。它内部集成了细分、电流调节、CMOS功率放大等电路，配合简单的外围电路即可实现高性能、多细分、大电流的驱动电路。适合驱动42、57型两相、四相混合式步进电机。在低成本、低振动、小噪声、高速度的设计中应用效果较佳。

具体实施方式六：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，所述振荡电路采用NE555芯片。NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

具体实施方式七：

结合图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14说明本实施方式，所述振动驱动采用L298N芯片。L298N是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电动机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电动机。L298可驱动2个电动机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。IN1、IN2、IN3、IN4脚接输入控制电平，控制电动机的正反转，ENA、ENB接控制使能端，控制电动机的停转。

本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅的工作原理为：本实用新型一种可定时的智能电脑升降椅，压力检测模块检测智能电脑升降椅椅座上受到的压力，时钟模块提供标准时间信号，进行定时控制，当工作时间超过一定时间后，声音提醒模块进行报警提醒。红外检测模块检测智能电脑升降椅上是否有人，温湿度检测模块检测环境中的温湿度，当环境温度较低时，单片机输出信号到继电器控制加热模块进行加热，当使用者工作一段时间，需要进行休息，可以通过手动按键控制振动驱动驱动凸轮运转，实现升降椅的振动，单片机控制振荡电路控制电磁摇摆系统进行摇晃，实现按摩的功效。手动按键可以控制升降椅的升降，单片机输出信号到驱动模块驱动升降电机运转实现椅子的升降。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于，所述可定时的智能电脑升降椅包括压力检测模块、时钟模块、红外检测模块、温湿度检测模块、手动按键、电源模块、单片机、驱动模块、升降电机、继电器、加热模块、振荡电路、电磁摇摆模块、声音提醒模块、振动驱动、凸轮，所述压力检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述时钟模块的输出端连接着单片机的输入端；所述红外检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述温湿度检测模块的输出端连接着单片机的输入端；所述手动按键的输出端连接着单片机的输入端；所述电源模块的输出端连接着单片机的输入端；所述单片机的输出端连接着驱动模块的输入端；所述驱动模块的输出端连接着升降电机的输入端；所述单片机的输出端连接着继电器的输入端；所述继电器的输出端连接着加热模块的输入端；所述单片机的输出端连接着振荡电路的输入端；所述振荡电路的输出端连接着电磁摇摆模块的输入端；所述单片机的输出端连接着声音提醒模块的输入端；所述单片机的输出端连接着振动驱动的输入端；所述振动驱动的输出端连接着凸轮的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述单片机采用AT89C51单片机。

3.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述红外检测模块采用BIS0001热释电红外线传感器。

4.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述温湿度检测模块采用SHT11温湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述驱动模块采用THB7218芯片。

6.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述振荡电路采用NE555芯片。

7.根据权利要求1所述的一种可定时的智能电脑升降椅，其特征在于：所述振动驱动采用L298N芯片。