桌椅联动智能调高装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种桌椅联动智能调高装置及方法。
【背景技术】
[0002]错误的学习坐姿是导致青少年近视的主要原因。为使青少年保持正确的学习姿态，除了在其坐姿不正确时进行有效提醒外，更为重要的是为青少年提供与其身高相匹配的书桌椅。大多数情况下，孩子之所以没有办法长时间保持正确的学习姿态，是因为使用了错误高度的书桌椅导致身体疲劳。此外，合适高度的书桌椅也有助于青少年脊椎发育，减少疾病。然而，随着青少年的生长发育，其身高变化很快，家长不可能经常更换书桌椅，因此，有必要设计并实现可以根据青少年当前身高智能调节高度的书桌椅。
[0003]现有技术涉及多种桌高调节装置，但均没有实际测量桌子高度，大多是通过人工目测大致调节，多次进行调节后容易造成较大的误差；且没有保护装置，调节过程中可能超出阈值，存在安全隐患；没有依据国家标准实现桌椅联动控制，工作可靠性低。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种工作可靠性高的桌椅联动智能调高装置及方法。
[0005]本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是:
桌椅联动智能调高装置，包括椅子控制单元、椅子无线通信单元、椅高测量单元、椅子高度机械升降单元、椅子高度调节保护单元、桌子控制单元、桌子无线通信单元、桌高测量单元、桌子高度机械升降单元、桌子高度调节保护单元和身高信息输入单元；所述身高信息输入单元、桌高测量单元、桌子无线通信单元均与桌子控制单元相连，桌子控制单元通过控制桌子高度机械升降单元实现桌子高度的调节；桌子无线通信单元与椅子无线通信单元之间进行无线通信；椅高测量单元、椅子无线通信单元均与椅子控制单元相连，椅子控制单元通过控制椅子高度机械升降单元实现椅子高度调节。
[0006]所述桌子控制单元包括桌子电源和桌子存储器，桌子电源和桌子存储器均与桌子处理器电连接，桌子处理器与桌子第一继电器电连接，桌子处理器还与桌子第二继电器电连接；所述桌子电源通过桌子第一继电器、桌子第二继电器与桌子电机电连接；桌高测量单元和身高信息输入单元均与桌子处理器电连接，桌子处理器与桌子无线通信单元电连接，桌子高度机械升降单元通过桌子高度调节保护单元与桌子电源电连接；
所述桌子存储器中保存有根据国家GB/T 3976 - 2002《学校课桌椅功能尺寸》要求细化的身高_桌椅高度表；
所述椅子控制单元包括椅子电源，椅子电源与椅子处理器电连接，椅子电源通过椅子第一继电器、椅子第二继电器与椅子电机电连接，椅子第一继电器、椅子第二继电器均与椅子处理器电连接；所述椅子无线通信单元与椅子处理器电连接，椅高测量单元亦与椅子处理器电连接，椅子高度机械升降单元通过椅子高度调节保护单元与椅子电源电连接。
[0007]进一步，所述身高信息输入单元为带按钮的显示屏或者液晶触摸屏。
[0008]进一步，述身高信息输入单元为带按钮的显示屏或者液晶触摸屏。所述桌高测量单元为安装在桌面底面的红外测距传感器，桌子高度为红外测距传感器测得的桌面底面到地面距离与桌面厚度之和；椅子高度测量单元为安装在椅面底面的红外测距传感器，椅子高度为红外测距传感器测得的椅面底面到地面距离与椅面厚度之和。
[0009]进一步，所述桌子高度机械升降单元设于桌子腿内，桌子腿由内升降杆和升降杆外套管组成，内升降杆的口径小于升降杆外套管的口径，所述桌子高度机械升降单元包括传动齿轮箱、传动丝杆、传动螺母、传动丝杆基座、内升降杆定位滑环、行程限位触发板和升降器基座脚；桌子电机与传动齿轮箱设于升降器基座脚内，桌子电机的传动轴经传动齿轮箱与传动丝杆相连；传动丝杆下端设于带轴承的传动丝杆基座内，传动丝杆与传动螺母相连；传动螺母固定在内升降杆内壁下端；行程限位触发板设于传动丝杆上端；内升降杆定位滑环设于内升降杆外壁下端；升降杆外套管下端固定在升降器基座脚上。
[0010]进一步，所述桌子高度机械升降单元还包括封口定位滑环，封口定位滑环设于升降杆外套管与内升降杆之间，并固定于升降杆外套管的内壁上端。
[0011]进一步，所述桌子高度调节保护单元为串联接于桌子电源输入端的上限位开关和下限位开关，上限位开关设于内升降杆上行的最上端处，下限位开关设于内升降杆下行的最下端处。
[0012]进一步，所述椅子腿亦由内升降杆和升降杆外套管组成，椅子高度机械升降单元设于椅子腿内，椅子高度机械升降单元的结构与桌子高度机械升降单元的结构相同；椅子高度调节保护单元的结构与桌子高度调节保护单元的结构相同。
[0013]使用如前所述桌椅联动智能调高装置对桌椅的高度进行调整的方法，其特征在于，包括如下步骤:
(O用户开启桌子电源和椅子电源；
(2)用户通过身高信息输入单元输入身高信息；
(3)桌子控制单元中的桌子处理器查询桌子存储器中保存的根据国家GB/T3976 一2002《学校课桌椅功能尺寸》要求细化的身高-桌椅高度表，得到满足人体工学要求的桌子调节目标高度HOl和椅子调节目标高度H02 ;
(4)桌子处理器将查询到的椅子调节目标高度H02，通过桌子无线通信单元、椅子无线通信单元传送至椅子处理器；
(5)桌高测量单元测得桌面底面到地面的距离，并将所述距离传递给桌子处理器，桌子处理器将预存的桌面厚度与所述距离相加，得到桌子的实际高度Hl ;
(6)通过桌子处理器判断桌子的实际高度Hl是否等于桌子调节目标高度HOl;如果等于，则判定桌子高度无需调节；如果不相等，则通过桌子处理器确定桌子电机的运转方向为正转或反转，桌子处理器通过桌子电源使桌子第一继电器输出相应的正电压或负电压，如+12V或者-12V，然后通过桌子第二继电器启动桌子电机，桌子电机通过桌子腿内的桌子高度机械升降单元实现桌子高度的调整；
(7)桌高测量单元实时测得桌面底面到地面的距离并将传递给桌子处理器，桌子处理器将预存的桌面厚度与所述距离相加，实时得到桌子的实际高度Hl ;当Hl=HOl时，桌子处理器发送电机停机信号至桌子第二继电器，通过桌子第二继电器实现桌子电机的停机，同时，通过桌子第一继电器复位桌子电机方向；由此，完成对桌子高度的调整；
(8)椅子高度的调整与步骤(5)-步骤(7)所述桌子高度调整方法相同；
(9)待桌子和椅子高度调整完成后，关闭桌子电源和椅子电源。
[0014]进一步，所述步骤(6 )中，通过桌子处理器确定桌子电机的运转方向为正转或反转的具体方法为:
若桌子的实际高度H1大于桌子调节目标高度H01，则判定桌子电机需反转；
若桌子的实际高度H1小于桌子调节目标高度H01，则判定桌子电机需正转。
[0015]进一步，所述步骤(6 )中，桌子电机通过桌子腿内的桌子高度机械升降单元实现桌子高度的调整的具体方法为