CN203952937U - 手动自动一体化多功能绘图课桌 - Google Patents

Abstract

手动自动一体化多功能绘图课桌，涉及机械设计领域，解决了现有普通课桌存在的功能单一、无法适应不同身高人群、桌面无法倾斜调整的问题，包括桌面，底座，桌腿，智能控制***，由包括电机支板、第一电机、第一手柄、蜗杆、蜗轮、滑动棒、长轴轴承、长轴、链条、键、垫圈、链轮轴、第二加强板、第一加强板、套板、定位块和链轮组成的升降机构，由滑动杆、第二手柄、丝杠、第二电机、起架支杆螺纹轴、菱形伸展组件、滚轮和导轨组成的倾角变化机构。本实用新型利用倾角变化机构、升降机构及智能控制***实现课桌整体升降和桌面倾斜，绘图方便稳定，提高了绘图质量，为学习绘图学生的学生提供了良好的绘图设备。本实用新型性能好、效率高，易被学生所接受。

Description

手动自动一体化多功能绘图课桌

技术领域

本实用新型涉及机械设计技术领域，具体涉及一种手动自动一体化多功能绘图课桌。

背景技术

学生用课桌椅在学生平时的学习生活中占有很重要的地位，日常工作都离不开它，利用率很高，课桌椅也是培养学生良好坐姿的重要外界环境，它与脊柱弯曲异常综合症及近视眼的发生有密切的关系，也是影响学习作业能力及身体功能的一个重要因素，因此学生用课桌椅更应该符合人体工程学原理，这样不仅可以使学生养成良好的坐姿习惯，还可以提高作业效率，降低职业病的发病率。

据调查全国高校中开设机械绘图课的达200所，使用人数约40万，并且随着中国制造业的迅猛发展，学习机械制图课程的学生比例还会逐年增加，面对越来越突出的教学问题以及健康问题，必将需要对绘图设备进行创新设计。

目前，现有的普通课桌大都是采用桌面、桌腿以及抽屉构成，功能单一，上下课需搬图板或绘图没有图板；桌子高度是固定的，无法适应不同比例身高人群的需要；桌面是平的，工程制图需要长时间绘图，长期使用会引起颈椎变形，腰酸背痛等不适症状。

实用新型内容

为了解决现有普通课桌存在的功能单一、无法适应不同身高人群、桌面无法倾斜调整的问题，本实用新型提供一种手动自动一体化多功能绘图课桌。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：

手动自动一体化多功能绘图课桌，包括桌面和两个底座，每个底座上安装有两个桌腿；还包括：

升降机构，包括同一底座上的两个桌腿上套装有一个套板、两端分别通过长轴轴承安装在两个套板上端的长轴、套装在长轴上的蜗轮、与蜗轮为啮合作用的蜗杆、分别固定在蜗杆两端的第一手柄和第一电机、固定在支架上用于安装第一电机的电机支板、套装在长轴两端的两个链轮、固定在链轮与长轴之间的键、每个套板下端固定有一个链轮轴、上下端分别套装在链轮和链轮轴上且通过定位块固定在一个桌腿上的链条、每个桌腿外侧的上下端分别设置有一个滑动棒；上端滑动棒安装在桌腿上且与套板内侧滑动连接，下端滑动棒安装在套板上且与桌腿外侧滑动连接；

固定在套板上的支架、固定在由支架上表面和套板上端面形成的平面上的底板、分别安装在底板两端且分别位于两个套板上端的两个桌面支架，所述桌面通过转轴安装在桌面支架上；

倾角变化机构，包括：两端安装在桌面支架的滑动平面内且在滑动平面内可做直线往复运动的滑动杆、与滑动杆通过螺旋副连接且位于底板上的丝杠、分别固定在丝杠两端且位于底板上的第二手柄和第二电机、分别安装在两个桌面支架上的两个菱形伸展组件、安装在桌面下表面的两个导轨、分别安装在两个菱形伸展组件上端且可在导轨的滑槽内滑动的两个滚轮；

安装在桌面上表面且分别与第一电机和第二电机电连接的智能控制***，通过智能控制***发出特定不同时间长短电脉冲信号控制第一电机和第二电机的转角和正反转，同时带动蜗杆和丝杠转动，实现课桌整体升降和桌面倾斜变化。

还包括：通过临时小棒固定在底板上的伸缩组件，所述伸缩组件由多个连接杆和连接轴组成且可以临时小棒为中心向两端伸缩；分别固定在伸缩组件两端的两个工作台，这两个工作台分别位于两个桌面支架的方形孔内且可以由此抽出。

还包括：安装在桌面上表面的工具尺；所述工具尺一端凸起部分与桌面四周的3mm沟槽配合且可以在沟槽内滑动。

所述升降机构还包括：固定在套板外侧的第一加强板、活动放置在套板内侧且其两端与两个桌腿的内侧滑动连接的第二加强板；链轮轴一端通过第一加强板固定在套板外侧，另一端固定在第二加强板上且伸出套板外侧。

还包括：安装在链轮轴上且位于第二加强板内侧的垫圈。

所述菱形伸展组件由多个起升杆和小轴组成，滚轮安装在最上端的起升杆端部，最下端两个起升杆中的一个通过起架支杆螺纹轴安装在滑动杆的凹槽内，另一个通过轴固定在桌面支架上。

还包括：分别固定在两个桌面支架上的两个连接板，所述两个桌面支架和两个连接板形成一个矩形凹槽，所述丝杠和第二电机均位于矩形凹槽内且第二手柄位于连接板外侧。

所述智能控制***采用高性能的STM32单片机，自带液晶显示屏控制面板。

所述桌面的倾斜角度的变化范围为0°～60°。

所述定位块固定在同一底座上的两个桌腿中的一个桌腿的内侧且靠近链条，所述链条的一节通过定位块固定在桌腿上。

本实用新型的有益效果是：

1、升降机构，通过链条传动使课桌桌体沿固定点移动，实现课桌桌体整体升降以适应不同身高人群，操作简单方便，省时省力。

2、倾角变化机构，通过丝杠传动以及菱形伸展组件的伸展作用调节桌面的倾角变化，从而适应不同绘图视角，增添绘图舒适度，操作简便、使绘图过程更加高效、舒适、简单，节省人力和时间。

3、新增水平工作台，有利于绘图工具及其他物品收集。

4、桌面工具尺的添加使得绘图更加方便，精确度提升。

5、课桌桌体升降距离、桌面倾斜角度可根据使用者需求手动控制完成，或者通过智能控制***自动完成，真正实现了绘图课桌的手动自动一体化，体现了人性化、个性化，满足了不同使用者对桌面及整体课桌高度的要求。

6、本实用新型运用人机工程学原理，利用倾角变化机构、升降机构及智能控制***实现课桌整体升降和桌面倾斜，绘图方便、稳定，提高了绘图质量，本实用新型解决了普通教室不能开设绘图课的问题，更为学习绘图学生的学生提供了良好的绘图设备，并且给绘图教学带来了极大方便。

7、本实用新型性能好、效率高，易被学生所接受，使用者多，每年新增学习绘图课程的学生大约为40万人次，因此本实用新型具有非常广阔的应用市场和极高的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的手动自动一体化多功能绘图课桌的立体结构示意图。

图2为本实用新型的手动自动一体化多功能绘图课桌的的主视图。

图3为图2所示手动自动一体化多功能绘图课桌的左视图。

图4为图2所示手动自动一体化多功能绘图课桌的俯视图。

图5为升降机构的立体结构示意图。

图6为桌腿的结构示意图。

图7为套板的结构示意图，其中，图7a为套板的主视图，图7b为图7a所示套板的左视图，图7c为图7a所示套板的俯视图。

图8为定位块的结构示意图。

图中：1、底座，2、桌腿，3、链轮，4、定位块，5、套板，6、第一加强板，7、第二加强板，8、链轮轴，9、垫圈，10、键，11、链条，12、长轴，13、长轴轴承，14、滑动棒，15、支架，16、蜗轮，17、蜗杆，18、第一手柄，19、第一电机，20、电机支板，21、底板，22、桌面支架，23、连接板，24、滑动杆，25、第二手柄，26、丝杠，27、第二电机，28、起架支杆螺纹轴，29、菱形伸展组件，30、滚轮，31、导轨，32、桌面，33、工作台，34、临时小棒，35、伸缩组件，36、工具尺，37、智能控制***。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的手动自动一体化多功能绘图课桌，包括：两个底座1、四个桌腿2、支架15、底板21、两个桌面支架22、两个连接板23、桌面32、两个工作台33、临时小棒34、伸缩组件35、工具尺35、智能控制***37、升降机构、倾角变化机构。

如图6所示，桌腿2为空心方管，一端带有固定安装孔，另一端带有U形槽。如图1所示，两个桌腿2安装在一个底座1上，另两个桌腿2安装在另一个底座1上，桌腿2的固定安装孔端伸入底座1的方形安装孔内并通过螺钉固定，同一个底座1上的两个桌腿2之间留有一定距离。如图5所示，支架15包括两个部分(图5中省略了其中一部分)，两个部分均由三个空心方管顺次焊接而成，一部分的两端分别固定在两个套板5的上端一侧，另一部分的两端分别固定在两个套板5的上端另一侧。

如图5所示，升降机构，包括电机支板20、第一电机19、第一手柄18、蜗杆17、蜗轮16、八个滑动棒14、两个长轴轴承13、长轴12、两个链条11、两个键10、两个垫圈9、两个链轮轴8、两个第二加强板7、两个第一加强板6、两个套板5、两个定位块4和两个链轮3。电机支板20两端安装在支架15上，蜗杆17一端固定有第一手柄18，另一端与第一电机19电连接，蜗杆17、第一手柄18和第一电机19整体固定在电机支板20上；蜗轮16与蜗杆17相互间啮合，蜗轮16套装在长轴12上；一个套板5套装在位于同一个底座1上的两个桌腿2上，如图7a、7b、7c所示，套板5的上端设置有安装长轴12的安装孔，下端两侧设置有突出的弧形结构，长轴12两端分别伸进两个套板5的上端安装孔内，长轴轴承13套装在长轴12两端并固定在套板5外侧(为了显示出升降机构，图1、图2、图5中省略了一个套板5)，链轮3、链条11、第二加强板7、链轮轴8、垫圈9均位于同一个底座1上的两个桌腿2之间且位于套板5的内部，两个链轮3分别套装在长轴12两端，如图2所示，在链轮3与长轴12之间安装有键10，用于联结链轮3与长轴12，链条11上端套装在链轮3上，下端套装在链轮轴8上，链轮轴8的两端伸出套板5外侧，链轮轴8一端通过第一加强板6固定在套板5上，另一端通过螺钉固定在第二加强板7上并伸出套板5外侧，第一加强板6固定在套板5外侧，第二加强板7活动放置在套板5内侧且其两端与两个桌腿2的内侧滑动连接，在一个桌腿2的内侧靠近链条11的位置上设置有定位块4，如图8所示，定位块4上设置有安装孔，链条11其中的一节通过定位块4固定在桌腿2上，滑动棒14共有八个，在每个桌腿2的上下两端安装有两个滑动棒14，下端的滑动棒14安装在套板5的弧形结构内且与桌腿2的外侧为滑动连接关系，上端的滑动棒14安装在桌腿2的U形槽端且滑动棒14与套板5内侧为滑动连接关系。转动第一手柄18，蜗杆17带动蜗轮16转动，长轴12随之转动，通过长轴轴承13和链轮3的作用，链条11随长轴12转动，由于定位块4的作用，链条11向上移动，从而带动链轮轴8向上移动，链轮轴8与套板5为固定关系，因此，通过链轮轴8带动套板5随着滑动棒14沿着桌腿2外侧向上移动，从而实现课桌整体的升降。本实用新型可以根据使用者的身高来调整桌面32的高度，手动旋转第一手柄18或通过桌面32上的智能控制***37使蜗杆17转动实现课桌整体升降。垫圈9安装在链轮轴8上且位于第二加强板7内侧，作用是：增加被联接件的支撑面积以减小接触处的压强和避免拧紧螺母。

如图1所示，底板21固定在由支架15上表面和套板5上端面形成的平面上，如图3所示，两个桌面支架22分别安装在底板21的两端且分别位于两个套板5的上端，桌面支架22内设置有滑动平面以及用于引导工作台33水平运动的方形孔，两个连接板23分别通过螺钉固定在两个桌面支架22上，由两个桌面支架22和两个连接板23形成一个矩形凹槽。桌面32的下表面边缘带有两个凸起结构，凸起结构通过转轴安装在桌面支架22的一端上，桌面32可以通过转轴的作用实现角度倾斜。

如图1所示，倾角变化机构，包括滑动杆24、第二手柄25、丝杠26、第二电机27、两个起架支杆螺纹轴28、两个菱形伸展组件29、两个滚轮30和两个导轨31。丝杠26的一端安装有第二手柄25，另一端与第二电机27电连接，所述丝杠26和第二电机27均位于矩形凹槽内且第二手柄25位于连接板23外侧，滑动杆24与丝杠26为螺旋副连接关系，滑动杆24两端安装在桌面支架22的滑动平面内且在滑动平面内可做直线往复运动，两个导轨31安装在桌面32的下表面上。两个菱形伸展组件29分别安装在两个桌面支架22上，菱形伸展组件29由多个起升杆和小轴组成，最上端的起升杆端部安装有滚轮30，滚轮30同时安装在导轨31的滑槽内，最下端的两个起升杆中的一个通过起架支杆螺纹轴28安装在滑动杆24的凹槽内，另一个通过轴固定在桌面支架22上。转动第二手柄25，带动丝杠26转动，通过丝杠26与滑动杆24的螺旋传动使滑动杆24在桌面支架22的滑动槽内做直线往复运动，同时使与滑动杆24铰接的菱形伸展组件29的各组件相对转动，通过滚轮30在导轨31的滑槽内滑动从而使得桌面32在一定角度内发生变化。

桌面32的倾斜角度的变化范围为0°～60°，作为设计学科，作图有几种方式，所以倾斜角度的有无和大小是很有必要的，实际当桌面32倾斜12°和24°时，使用者的姿势较自然躯干的移动幅度小，与水平作业面相对，疲劳不适感会减小，绘图桌桌面32一般是倾斜的，如果桌面32水平或太低，因头部倾角不能超过30°，使用者就必须身体前屈。为了适应不同的使用者，桌面32应设计成可调式，倾斜角度为0°～60°，增加了桌面32的稳定性，在使用者的最佳视角区类，减少人眼过度使用过度疲劳。

如图1所示，两个工作台33分别固定在伸缩组件35两端，并且这两个工作台33分别位于两个桌面支架22的方形孔内，工作台33可从方形孔内抽出，伸缩组件35由多个相同的连接杆和连接轴组成，且伸缩组件35的中间通过临时小棒34固定在底板21上，当桌面32的倾斜角度发生变化时，通过伸缩组件35和临时小棒34的作用使工作台33仍保持水平，可以放置绘图工具、水杯等，利于物品的整理收集，提升了绘图效率。

如图4所示，工具尺36和智能控制***37均安装在桌面32的上表面上，桌面32四周有3mm沟槽，沟槽可与工具尺36一端凸起部分配合在沟槽内滑动、工具尺36使得绘图效率更高，绘图更精度，实现丁字尺的功能，使得绘图更加精确，极大地提升了绘图效率。

如图4所示，智能控制***37分别与第一电机19和第二电机27电连接，通过智能控制***37发出特定不同时间长短电脉冲信号控制第一电机19和第二电机27的转角和正反转，同时带动蜗杆17和丝杠26转动，实现课桌整体升降和桌面32的倾斜变化。智能控制***37采用高性能的STM32单片机，自带液晶显示屏控制面板，同时拥有“记忆功能”，可在第一次使用后记住该学号对应所需桌体高度及桌面倾角，在单片机内部完成电脉冲信号各项参数的计算，从而进行智能调节，使得对桌体高度、桌面倾角的调节更加同时精准，使用时更省力。

本实施方式中，桌腿2采用45#钢制成。

本实施方式中，第一电机19和第二电机27分别采用57BYGH803型步进电机和86型步进电机。57BYGH803型步进电机的额定功率为10～50W，额定电流为1.5A，额定电压为12～48V，额定转矩为1.4NM，最大转速为1000rpm。86型步进电机额定功率为90W，额定电流为1.0～4.2A，额定电压为4～50V，静转距12.0NM，最大转速为1000rpm。

Claims (10)

1.手动自动一体化多功能绘图课桌，包括桌面(32)和两个底座(1)，每个底座(1)上安装有两个桌腿(2)；其特征在于，还包括：

升降机构，包括同一底座(1)上的两个桌腿(2)上套装有一个套板(5)、两端分别通过长轴轴承(13)安装在两个套板(5)上端的长轴(12)、套装在长轴(12)上的蜗轮(16)、与蜗轮(16)为啮合作用的蜗杆(17)、分别固定在蜗杆(17)两端的第一手柄(18)和第一电机(19)、固定在支架(15)上用于安装第一电机(19)的电机支板(20)、套装在长轴(12)两端的两个链轮(3)、固定在链轮(3)与长轴(12)之间的键(10)、每个套板(5)下端固定有一个链轮轴(8)、上下端分别套装在链轮(3)和链轮轴(8)上且通过定位块(4)固定在一个桌腿(2)上的链条(11)、每个桌腿(2)外侧的上下端分别设置有一个滑动棒(14)；上端滑动棒(14)安装在桌腿(2)上且与套板(5)内侧滑动连接，下端滑动棒(14)安装在套板(5)上且与桌腿(2)外侧滑动连接；

固定在套板(5)上的支架(15)、固定在由支架(15)上表面和套板(5)上端面形成的平面上的底板(21)、分别安装在底板(21)两端且分别位于两个套板(5)上端的两个桌面支架(22)，所述桌面(32)通过转轴安装在桌面支架(22)上；

倾角变化机构，包括：两端安装在桌面支架(22)的滑动平面内且在滑动平面内可做直线往复运动的滑动杆(24)、与滑动杆(24)通过螺旋副连接且位于底板(21)上的丝杠(26)、分别固定在丝杠(26)两端且位于底板(21)上的第二手柄(25)和第二电机(27)、分别安装在两个桌面支架(22)上的两个菱形伸展组件(29)、安装在桌面(32)下表面的两个导轨(31)、分别安装在两个菱形伸展组件(29)上端且可在导轨(31)的滑槽内滑动的两个滚轮(30)；

安装在桌面(32)上表面且分别与第一电机(19)和第二电机(27)电连接的智能控制***(37)，通过智能控制***(37)发出特定不同时间长短电脉冲信号控制第一电机(19)和第二电机(27)的转角和正反转，同时带动蜗杆(17)和丝杠(26)转动，实现课桌整体升降和桌面(32)倾斜变化。

2.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，还包括：通过临时小棒(34)固定在底板(21)上的伸缩组件(35)，所述伸缩组件(35)由多个连接杆和连接轴组成且可以临时小棒(34)为中心向两端伸缩；分别固定在伸缩组件(35)两端的两个工作台(33)，这两个工作台(33)分别位于两个桌面支架(22)的方形孔内且可以由此抽出。

3.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，还包括：安装在桌面(32)上表面的工具尺(36)；所述工具尺(36)一端凸起部分与桌面(32)四周的3mm沟槽配合且可以在沟槽内滑动。

4.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，所述升降机构还包括：固定在套板(5)外侧的第一加强板(6)、活动放置在套板(5)内侧且其两端与两个桌腿(2)的内侧滑动连接的第二加强板(7)；链轮轴(8)一端通过第一加强板(6)固定在套板(5)外侧，另一端固定在第二加强板(7)上且伸出套板(5)外侧。

5.根据权利要求4所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，还包括：安装在链轮轴(8)上且位于第二加强板(7)内侧的垫圈(9)。

6.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，所述菱形伸展组件(29)由多个起升杆和小轴组成，滚轮(30)安装在最上端的起升杆端部，最下端两个起升杆中的一个通过起架支杆螺纹轴(28)安装在滑动杆(24)的凹槽内，另一个通过轴固定在桌面支架(22)上。

7.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，还包括：分别固定在两个桌面支架(22)上的两个连接板(23)，所述两个桌面支架(22)和两个连接板(23)形成一个矩形凹槽，所述丝杠(26)和第二电机(27)均位于矩形凹槽内且第二手柄(25)位于连接板(23)外侧。

8.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，所述智能控制***(37)采用高性能的STM32单片机，自带液晶显示屏控制面板。

9.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，所述桌面(32)的倾斜角度的变化范围为0°～60°。

10.根据权利要求1所述的手动自动一体化多功能绘图课桌，其特征在于，所述定位块(4)固定在同一底座(1)上的两个桌腿(2)中的一个桌腿(2)的内侧且靠近链条(11)，所述链条(11)的一节通过定位块(4)固定在桌腿(2)上。