桌椅聯動智能調高裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種桌椅聯動智能調高裝置及方法。
【背景技術】
[0002]錯誤的學習坐姿是導致青少年近視的主要原因。為使青少年保持正確的學習姿態，除了在其坐姿不正確時進行有效提醒外，更為重要的是為青少年提供與其身高相匹配的書桌椅。大多數情況下，孩子之所以沒有辦法長時間保持正確的學習姿態，是因為使用了錯誤高度的書桌椅導致身體疲勞。此外，合適高度的書桌椅也有助于青少年脊椎發育，減少疾病。然而，隨著青少年的生長發育，其身高變化很快，家長不可能經常更換書桌椅，因此，有必要設計并實現可以根據青少年當前身高智能調節高度的書桌椅。
[0003]現有技術涉及多種桌高調節裝置，但均沒有實際測量桌子高度，大多是通過人工目測大致調節，多次進行調節后容易造成較大的誤差；且沒有保護裝置，調節過程中可能超出閾值，存在安全隱患；沒有依據國家標準實現桌椅聯動控制，工作可靠性低。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種工作可靠性高的桌椅聯動智能調高裝置及方法。
[0005]本發明要解決其技術問題所采用的技術方案是:
桌椅聯動智能調高裝置，包括椅子控制單元、椅子無線通信單元、椅高測量單元、椅子高度機械升降單元、椅子高度調節保護單元、桌子控制單元、桌子無線通信單元、桌高測量單元、桌子高度機械升降單元、桌子高度調節保護單元和身高信息輸入單元；所述身高信息輸入單元、桌高測量單元、桌子無線通信單元均與桌子控制單元相連，桌子控制單元通過控制桌子高度機械升降單元實現桌子高度的調節；桌子無線通信單元與椅子無線通信單元之間進行無線通信；椅高測量單元、椅子無線通信單元均與椅子控制單元相連，椅子控制單元通過控制椅子高度機械升降單元實現椅子高度調節。
[0006]所述桌子控制單元包括桌子電源和桌子存儲器，桌子電源和桌子存儲器均與桌子處理器電連接，桌子處理器與桌子第一繼電器電連接，桌子處理器還與桌子第二繼電器電連接；所述桌子電源通過桌子第一繼電器、桌子第二繼電器與桌子電機電連接；桌高測量單元和身高信息輸入單元均與桌子處理器電連接，桌子處理器與桌子無線通信單元電連接，桌子高度機械升降單元通過桌子高度調節保護單元與桌子電源電連接；
所述桌子存儲器中保存有根據國家GB/T 3976 - 2002《學校課桌椅功能尺寸》要求細化的身高_桌椅高度表；
所述椅子控制單元包括椅子電源，椅子電源與椅子處理器電連接，椅子電源通過椅子第一繼電器、椅子第二繼電器與椅子電機電連接，椅子第一繼電器、椅子第二繼電器均與椅子處理器電連接；所述椅子無線通信單元與椅子處理器電連接，椅高測量單元亦與椅子處理器電連接，椅子高度機械升降單元通過椅子高度調節保護單元與椅子電源電連接。
[0007]進一步，所述身高信息輸入單元為帶按鈕的顯示屏或者液晶觸摸屏。
[0008]進一步，述身高信息輸入單元為帶按鈕的顯示屏或者液晶觸摸屏。所述桌高測量單元為安裝在桌面底面的紅外測距傳感器，桌子高度為紅外測距傳感器測得的桌面底面到地面距離與桌面厚度之和；椅子高度測量單元為安裝在椅面底面的紅外測距傳感器，椅子高度為紅外測距傳感器測得的椅面底面到地面距離與椅面厚度之和。
[0009]進一步，所述桌子高度機械升降單元設于桌子腿內，桌子腿由內升降桿和升降桿外套管組成，內升降桿的口徑小于升降桿外套管的口徑，所述桌子高度機械升降單元包括傳動齒輪箱、傳動絲桿、傳動螺母、傳動絲桿基座、內升降桿定位滑環、行程限位觸發板和升降器基座腳；桌子電機與傳動齒輪箱設于升降器基座腳內，桌子電機的傳動軸經傳動齒輪箱與傳動絲桿相連；傳動絲桿下端設于帶軸承的傳動絲桿基座內，傳動絲桿與傳動螺母相連；傳動螺母固定在內升降桿內壁下端；行程限位觸發板設于傳動絲桿上端；內升降桿定位滑環設于內升降桿外壁下端；升降桿外套管下端固定在升降器基座腳上。
[0010]進一步，所述桌子高度機械升降單元還包括封口定位滑環，封口定位滑環設于升降桿外套管與內升降桿之間，并固定于升降桿外套管的內壁上端。
[0011]進一步，所述桌子高度調節保護單元為串聯接于桌子電源輸入端的上限位開關和下限位開關，上限位開關設于內升降桿上行的最上端處，下限位開關設于內升降桿下行的最下端處。
[0012]進一步，所述椅子腿亦由內升降桿和升降桿外套管組成，椅子高度機械升降單元設于椅子腿內，椅子高度機械升降單元的結構與桌子高度機械升降單元的結構相同；椅子高度調節保護單元的結構與桌子高度調節保護單元的結構相同。
[0013]使用如前所述桌椅聯動智能調高裝置對桌椅的高度進行調整的方法，其特征在于，包括如下步驟:
(O用戶開啟桌子電源和椅子電源；
(2)用戶通過身高信息輸入單元輸入身高信息；
(3)桌子控制單元中的桌子處理器查詢桌子存儲器中保存的根據國家GB/T3976 一2002《學校課桌椅功能尺寸》要求細化的身高-桌椅高度表，得到滿足人體工學要求的桌子調節目標高度HOl和椅子調節目標高度H02 ;
(4)桌子處理器將查詢到的椅子調節目標高度H02，通過桌子無線通信單元、椅子無線通信單元傳送至椅子處理器；
(5)桌高測量單元測得桌面底面到地面的距離，并將所述距離傳遞給桌子處理器，桌子處理器將預存的桌面厚度與所述距離相加，得到桌子的實際高度Hl ;
(6)通過桌子處理器判斷桌子的實際高度Hl是否等于桌子調節目標高度HOl;如果等于，則判定桌子高度無需調節；如果不相等，則通過桌子處理器確定桌子電機的運轉方向為正轉或反轉，桌子處理器通過桌子電源使桌子第一繼電器輸出相應的正電壓或負電壓，如+12V或者-12V，然后通過桌子第二繼電器啟動桌子電機，桌子電機通過桌子腿內的桌子高度機械升降單元實現桌子高度的調整；
(7)桌高測量單元實時測得桌面底面到地面的距離并將傳遞給桌子處理器，桌子處理器將預存的桌面厚度與所述距離相加，實時得到桌子的實際高度Hl ;當Hl=HOl時，桌子處理器發送電機停機信號至桌子第二繼電器，通過桌子第二繼電器實現桌子電機的停機，同時，通過桌子第一繼電器復位桌子電機方向；由此，完成對桌子高度的調整；
(8)椅子高度的調整與步驟(5)-步驟(7)所述桌子高度調整方法相同；
(9)待桌子和椅子高度調整完成后，關閉桌子電源和椅子電源。
[0014]進一步，所述步驟(6 )中，通過桌子處理器確定桌子電機的運轉方向為正轉或反轉的具體方法為:
若桌子的實際高度H1大于桌子調節目標高度H01，則判定桌子電機需反轉；
若桌子的實際高度H1小于桌子調節目標高度H01，則判定桌子電機需正轉。
[0015]進一步，所述步驟(6 )中，桌子電機通過桌子腿內的桌子高度機械升降單元實現桌子高度的調整的具體方法為