CN107568893A - 一种防近视学生桌 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防近视学生桌，包括桌体以及设置在桌体内的调节机构，其中，所述桌体包括左桌板、后桌板、右桌板，各个桌板通过相邻的一侧边拼合为一体，并在前侧为使用者预留空间，在三个桌板预留的空间内设置水平的桌台、以及支撑框架。本发明与现有技术相比通过手动调节的方式改变桌子的结构而言，采用自动控制的气缸对桌台的高度进行调节，进而改变桌台与使用者之间的距离，起到防止近视的作用，相较于手动调整，本发明调整方式更加精准和便捷。

Description

一种防近视学生桌

技术领域

本发明涉及学生用设备技术领域，尤其涉及一种防近视学生桌。

背景技术

随着学生学习的压力不断增大，读书写字的姿势不当等原因容易造成近视或影响身体发育，尽管老师和家长努力进行监督，但学生换近视的问题依旧日益严重，长时间的姿势不当久而久之会影响学习、生活和工作质量，所以养成良好的习惯、保持正确的姿势非常重要。

学生在学习中，由于每天都在课桌上听课记笔记和做作业，很容易使双眼产生疲劳而导致近视的产生，主要原因就是在课桌前做作业时，双眼疲劳而逐步距离事物越来越近，久而久之就直接导致双眼视力产生近视。

现有技术中的防近视学生桌一般通过调节书桌的结构来改变坐姿实现调整，不能够自动及精确的调整。

需要减小数字X光机的体积，限制应用场合，不利于 数字X光机发挥作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防近视学生桌，用以克服现有技术中的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种防近视学生桌，包括桌体以及设置在桌体内的调节机构，其中，所述桌体包括左桌板、后桌板、右桌板，各个桌板通过相邻的一侧边拼合为一体，并在前侧为使用者预留空间，在三个桌板预留的空间内设置水平的桌台、以及支撑框架；

其中，所述支撑框架设置在桌台的下侧，并固定在三个桌板的内侧；所述桌台设置在三个桌板的内侧，并能够沿三个桌板上下运动，以便调整使用者与桌台之间的距离；

所述调节结构包括设置在三个桌板内的升降气缸，分别为设置在左桌板内侧的第一气缸，设置在后桌板内的第二气缸以及设置在右桌板内的第三气缸；相应的，在每个桌板的内侧开设置有用以放置气缸的气缸凹腔，在所述左桌板的内侧开设有第一凹腔，在后桌板的内侧开设有第二凹腔，在右桌板内侧开设有第三凹腔；相应的气缸设置在凹腔内，并通过在凹腔内驱动活塞杆上下运动，进而带动桌台上下运动；

所述桌台在三个方向设置有能够伸入各个凹腔的伸出端，各个气缸分别与伸入凹腔的各个桌台的伸出端的底部接触，推动桌台在上下方向上移动；

在所述桌台上设置一组压力传感器，实时对桌台承受的压力进行检测，并传输至电路板中，所述电路板中设置选定模块和控制模块，在所述的选定模块中设置有压力F与距离调整R的阈值对应关系，其中，

（1）

式中，R表示调整距离，F表示实时检测的压力信息，表示压力阈值，表示距离阈值；

通过上述公式（1）检测到的压力信息与压力阈值的绝对差做比值确定实际调整的距离，并且，在F>时，控制模块控制各个气缸同步动作，活塞杆带动桌台向下运动。

进一步地，所述选定模块通过对三个气缸的位置信息的检测来实现调整，在各个气缸的活塞杆上分别设置一位置传感器，分别检测气缸的实时位置信息，并回传至所述选定模块；所述选定模块按照下述均值运算公式判定第一位置传感器、第二位置传感器的第一比较值：

（2）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第一比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

所述的选定模块按照下述公式判定第一位置传感器、第三位置传感器的第二比较值：

（3）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第二比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

所述的选定模块按照下述公式判定第二位置传感器、第三位置传感器的第三比较值：

（4）

式中，表示第二位置传感器、第二位置传感器的第三比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

经过上述方式获取的、、，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在选定模块的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则停止各个气缸的运动；之后停歇预设的时间后，按照公式（1）确定的距离，各个气缸重新动作。

进一步地，在所述桌台与支撑框架之间还设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括第一连接端，与所述第一连接端连接的第一连接杆；

还包括减震壳体，在所述的减震壳体内设置连接块，所述连接块与第一连接杆的一端固定连接；在所述减震壳体内还设置与连接块连接的弹簧，弹簧的一端与减震壳体的底部接触；桌台与支撑框架之间的作用力作用于第一连接端，在所述的减震壳体的另一端还设置有第二连接杆，所述第二连接杆与第二连接端连接。

进一步地，在各个凹腔的下侧的桌板上开设有气管通道，方便气管与气缸之间的连通。

进一步地，各个所述伸出端的形状分别与各个凹槽的形状相同，其形状可以为矩形、圆形、半圆形。

进一步地，在各个所述伸出端的一侧设置有与相应的所述气缸的活塞杆相接触的第一凹口，相应的活塞杆与对应的第一凹口对接。

进一步地，所述第一连接端与桌台上的第二连接凹口连接，所述第二连接端与支撑框架上的第三连接凹口连接。

进一步地，所述支撑框架的三个边框分别与三个桌板连接，并且，在左、右桌板的边缘通过合页连接，合页与桌板之间还通过螺钉固定。

与现有技术相比本发明的有益效果在于，本发明与现有技术相比通过手动调节的方式改变桌子的结构而言，采用自动控制的气缸对桌台的高度进行调节，进而改变桌台与使用者之间的距离，起到防止近视的作用，相较于手动调整，本发明调整方式更加精准和便捷。

本发明通过采集桌台的压力信息为依据来调整桌台的位置，相较于现有技术中的调整依据，本发明的调整更加精准，通过压力变化信息，推断使用者的坐姿情况的改变，以及对视力的影响情况，判断精准。

本发明通过在桌板上设置三个独立气缸，并同时动作来改变桌台的位置，气缸设置不占用桌子的空间；同时在支撑框架与桌台之间设置缓冲机构，依次来缓冲桌台运动的冲击力，甚至改变桌台移动的进程。

附图说明

图1为本发明防近视学生桌的整体结构示意图；

图2为本发明桌体后桌板的结构示意图；

图3为本发明桌台的结构示意图；

图4为本发明支撑框架的结构示意图；

图5为本发明缓冲机构的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术防护机构员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术防护机构而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其分别为本发明防近视学生桌的整体结构示意图，本实施例的书桌包括桌体以及设置在桌体内的调节机构，其中，所述桌体包括左桌板1、后桌板2、右桌板3，各个桌板通过相邻的一侧边拼合为一体，并在前侧为使用者预留空间。在三个桌板预留的空间内设置水平的桌台4、以及支撑框架5，其中，所述支撑框架5设置在桌台4的下侧，并固定在三个桌板的内侧；所述桌台4设置在三个桌板的内侧，并能够沿三个桌板上下运动，以便调整使用者与桌台4之间的距离，进而起到防近视的作用。在本实施例中，桌台4为供使用者使用的台面，其上可设置书本，台灯等文具，使用者常规的姿势为将胳膊放置在桌台4上，完成阅读或书写动作，并同时对桌台施加一定的作用力。

参阅图2所示，其为本发明桌体后桌板的结构示意图，以及结合图1所示，所述调节结构包括设置在三个桌板内的升降气缸，分别为设置在左桌板1内侧的第一气缸12，设置在后桌板2内的第二气缸22以及设置在右桌板3内的第三气缸（图中未画出）；相应的，在每个桌板的内侧开设置有用以放置气缸的气缸凹腔，在所述左桌板1的内侧开设有第一凹腔11，在后桌板2的内侧开设有第二凹腔21，在右桌板3内侧开设有第三凹腔（图中未画出）。相应的气缸设置在凹腔内，并通过在凹腔内驱动活塞杆上下运动，进而带动桌台4上下运动。

继续参阅图2，在本实施例中，在各个凹腔的下侧的桌板上开设有气管通道，方便气管与气缸之间的连通；参阅图2所示的后桌板2，所述后桌板2上开设的第二凹腔21内设置第二气缸22，并在下侧桌板上开设第二气管通道23；其他两个桌板具有相同的结构，此不再赘述。

参阅图3所示，其为本发明桌台的结构示意图，由于在本实施例中的各个桌板上开设有竖向的凹腔，故桌台4在三个方向设置有能够伸入各个凹腔的伸出端，各个气缸分别与伸入凹腔的各个桌台4的伸出端的底部接触，推动桌台4在上下方向上移动。

具体而言，在所述桌台4的左侧设置第一伸出端41，在后侧设置第二伸出端42，在右侧设置第三伸出端43，各个伸出端的形状分别与各个凹槽的形状相同，其形状可以为矩形、圆形、半圆形，只需能够在凹腔内上下移动，并能够贴合即可。同时，在各个伸出端43的一侧设置有与相应的所述气缸的活塞杆相接触的第一凹口40，相应的活塞杆与对应的第一凹口40对接，以保证对接准确。结合图2所示，后桌板2中的第二气缸的活塞杆与第二伸出端42接触，第二伸出端42在第二凹腔内上下运动。

参阅图4所示，其为本发明支撑框架的结构示意图，本实施例的支撑框架为空心的矩形框架，结合图1所示，其三个边框分别与三个桌板连接，通过焊接或者其他固定方式与三个桌板连接，并且，在左、右桌板的边缘通过合页51连接，合页与桌板之间还通过螺钉52固定。

参阅图5所示，其为本发明缓冲机构的结构示意图，为了保证桌台4在上下移动式，不产生冲击，在所述桌台4与支撑框架5之间还设置有缓冲机构，设置在桌台4后端与支撑框架5后侧边的第一缓冲机构61，以及设置在桌台4前端与支撑框架5前侧边的第二缓冲机构62，缓冲机设置至少两个。结合图5所示，所述缓冲机构包括第一连接端611，在本实施例中，其为一圆球状结构；与所述第一连接端611连接的第一连接杆612；还包括减震壳体613，在所述的减震壳体613内设置连接块614，所述连接块614与第一连接杆612的一端固定连接；在所述减震壳体内还设置与连接块614连接的弹簧615，弹簧615的一端与减震壳体613的底部接触；桌台与支撑框架之间的作用力作用于第一连接端611，通过压缩弹簧实现缓冲。在所述的减震壳体613的另一端还设置有第二连接杆616，所述第二连接杆616与第二连接端671连接，在本实施例中，其为一圆球状结构。

结合图3-4所示，所述第一连接端611与桌台4上的第二连接凹口45连接，所述第二连接端617与支撑框架5上的第三连接凹口53连接，圆球状的连接端与半球形的两个连接凹口连接，实现稳定连接。由于桌台为平面，支撑框架为杆组构成，因此，只有在两者表面上设置凹口结构，才能实现稳定连接，以便在承受来自桌台的压力时，起到稳定的支撑作用。

结合图3所示，在桌台4上设置一组压力传感器48，实时对桌台承受的压力进行检测，并传输至电路板7中；结合图1所示，电路板71设置在左桌板1的内侧开设的电路板凹槽71内。在本实施例中，所述电路板7中设置选定模块和控制模块，在所述的选定模块中设置有压力F与距离调整R的阈值对应关系，其中，

（1）

式中，R表示调整距离，F表示实时检测的压力信息，表示压力阈值，表示距离阈值。

通过上述公式（1）检测到的压力信息与压力阈值的绝对差做比值确定实际调整的距离，并且，在F>时，则表示桌台4承受的压力超过标准值，此时，使用者对桌台施加的压力较大，需要向下降低桌台，以增大使用者与桌台之间的距离，此时，控制模块控制各个气缸同步动作，活塞杆带动桌台向下运动；调整距离根据上述公式（1）确定。在在F小于等于时，所述控制模块并不发出指令。

具体而言，由于本实施例设置三个气缸，为了保证桌台的平整需要保持三个气缸的同步运动，因此，所述选定模块通过对三个气缸的位置信息的检测来实现调整，在各个气缸的活塞杆上分别设置一位置传感器，分别检测气缸的实时位置信息，并回传至所述选定模块；所述选定模块按照下述均值运算公式判定第一位置传感器、第二位置传感器的第一比较值：

（2）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第一比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算。

其中表示基于二次函数的任意积分运算，上述公式为获取积分的比值信息，下述两公式相同，如基于函数，在x取值为（a,b）内，a<b为任意数值。

上述均值运算的基本算法为：通过获取在某个时间段内的所有采样点的位置值，对某个时间段内的各个取值进行积分运算和均方差运算，然后取比值，得出相比较的平均值。

所述的选定模块按照下述公式判定第一位置传感器、第三位置传感器的第二比较值：

（3）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第二比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算。

所述的选定模块按照下述公式判定第二位置传感器、第三位置传感器的第三比较值：

（4）

式中，表示第二位置传感器、第二位置传感器的第三比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算。

经过上述方式获取的、、，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在选定模块的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则停止各个气缸的运动；之后停歇预设的时间后，按照公式（1）确定的距离，各个气缸重新动作。

本发明与现有技术相比通过手动调节的方式改变桌子的结构而言，采用自动控制的气缸对桌台的高度进行调节，进而改变桌台与使用者之间的距离，起到防止近视的作用，相较于手动调整，本发明调整方式更加精准和便捷。

本发明通过采集桌台的压力信息为依据来调整桌台的位置，相较于现有技术中的调整依据，本发明的调整更加精准，通过压力变化信息，推断使用者的坐姿情况的改变，以及对视力的影响情况，判断精准。

本发明通过在桌板上设置三个独立气缸，并同时动作来改变桌台的位置，气缸设置不占用桌子的空间；同时在支撑框架与桌台之间设置缓冲机构，依次来缓冲桌台运动的冲击力，甚至改变桌台移动的进程。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术防护机构容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术防护机构可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防近视学生桌，其特征在于，包括桌体以及设置在桌体内的调节机构，其中，所述桌体包括左桌板、后桌板、右桌板，各个桌板通过相邻的一侧边拼合为一体，并在前侧为使用者预留空间，在三个桌板预留的空间内设置水平的桌台、以及支撑框架；

其中，所述支撑框架设置在桌台的下侧，并固定在三个桌板的内侧；所述桌台设置在三个桌板的内侧，并能够沿三个桌板上下运动，以便调整使用者与桌台之间的距离；

所述调节结构包括设置在三个桌板内的升降气缸，分别为设置在左桌板内侧的第一气缸，设置在后桌板内的第二气缸以及设置在右桌板内的第三气缸；相应的，在每个桌板的内侧开设置有用以放置气缸的气缸凹腔，在所述左桌板的内侧开设有第一凹腔，在后桌板的内侧开设有第二凹腔，在右桌板内侧开设有第三凹腔；相应的气缸设置在凹腔内，并通过在凹腔内驱动活塞杆上下运动，进而带动桌台上下运动；

所述桌台在三个方向设置有能够伸入各个凹腔的伸出端，各个气缸分别与伸入凹腔的各个桌台的伸出端的底部接触，推动桌台在上下方向上移动；

在所述桌台上设置一组压力传感器，实时对桌台承受的压力进行检测，并传输至电路板中，所述电路板中设置选定模块和控制模块，在所述的选定模块中设置有压力F与距离调整R的阈值对应关系，其中，

（1）

式中，R表示调整距离，F表示实时检测的压力信息，表示压力阈值，表示距离阈值；

通过上述公式（1）检测到的压力信息与压力阈值的绝对差做比值确定实际调整的距离，并且，在F>时，控制模块控制各个气缸同步动作，活塞杆带动桌台向下运动。

2.根据权利要求1所述的防近视学生桌，其特征在于，所述选定模块通过对三个气缸的位置信息的检测来实现调整，在各个气缸的活塞杆上分别设置一位置传感器，分别检测气缸的实时位置信息，并回传至所述选定模块；所述选定模块按照下述均值运算公式判定第一位置传感器、第二位置传感器的第一比较值：

（2）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第一比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

所述的选定模块按照下述公式判定第一位置传感器、第三位置传感器的第二比较值：

（3）

式中，表示第一位置传感器、第二位置传感器的位置的第二比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

所述的选定模块按照下述公式判定第二位置传感器、第三位置传感器的第三比较值：

（4）

式中，表示第二位置传感器、第二位置传感器的第三比较值，表示第一位置传感器的实时采样值，表示第二位置传感器的实时采样值；表示第三位置传感器的实时采样值；表示均方差运算，表示积分运算；

经过上述方式获取的、、，获取三个比较值的差值比较，判定是否超过存储在选定模块的阈值P，若有一个差值超过阈值P，则停止各个气缸的运动；之后停歇预设的时间后，按照公式（1）确定的距离，各个气缸重新动作。

3.根据权利要求1或2所述的防近视学生桌，其特征在于，在所述桌台与支撑框架之间还设置有缓冲机构，所述缓冲机构包括第一连接端，与所述第一连接端连接的第一连接杆；

还包括减震壳体，在所述的减震壳体内设置连接块，所述连接块与第一连接杆的一端固定连接；在所述减震壳体内还设置与连接块连接的弹簧，弹簧的一端与减震壳体的底部接触；桌台与支撑框架之间的作用力作用于第一连接端，在所述的减震壳体的另一端还设置有第二连接杆，所述第二连接杆与第二连接端连接。

4.根据权利要求3所述的防近视学生桌，其特征在于，在各个凹腔的下侧的桌板上开设有气管通道，方便气管与气缸之间的连通。

5.根据权利要求3所述的防近视学生桌，其特征在于，各个所述伸出端的形状分别与各个凹槽的形状相同，其形状可以为矩形、圆形、半圆形。

6.根据权利要求3所述的防近视学生桌，其特征在于，在各个所述伸出端的一侧设置有与相应的所述气缸的活塞杆相接触的第一凹口，相应的活塞杆与对应的第一凹口对接。

7.根据权利要求3所述的防近视学生桌，其特征在于，所述第一连接端与桌台上的第二连接凹口连接，所述第二连接端与支撑框架上的第三连接凹口连接。

8.根据权利要求5所述的防近视学生桌，其特征在于，所述支撑框架的三个边框分别与三个桌板连接，并且，在左、右桌板的边缘通过合页连接，合页与桌板之间还通过螺钉固定。