手動自動一體化多功能繪圖課桌的制作方法
【專利摘要】手動自動一體化多功能繪圖課桌，涉及機械設計領域，解決了現有普通課桌存在的功能單一、無法適應不同身高人群、桌面無法傾斜調整的問題，包括桌面，底座，桌腿，智能控制系統，由包括電機支板、第一電機、第一手柄、蝸桿、蝸輪、滑動棒、長軸軸承、長軸、鏈條、鍵、墊圈、鏈輪軸、第二加強板、第一加強板、套板、定位塊和鏈輪組成的升降機構，由滑動桿、第二手柄、絲杠、第二電機、起架支桿螺紋軸、菱形伸展組件、滾輪和導軌組成的傾角變化機構。本實用新型利用傾角變化機構、升降機構及智能控制系統實現課桌整體升降和桌面傾斜，繪圖方便穩定，提高了繪圖質量，為學習繪圖學生的學生提供了良好的繪圖設備。本實用新型性能好、效率高，易被學生所接受。
【專利說明】手動自動一體化多功能繪圖課桌

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械設計【技術領域】，具體涉及一種手動自動一體化多功能繪圖課桌。

【背景技術】
[0002]學生用課桌椅在學生平時的學習生活中占有很重要的地位，日常工作都離不開它，利用率很高，課桌椅也是培養學生良好坐姿的重要外界環境，它與脊柱彎曲異常綜合癥及近視眼的發生有密切的關系，也是影響學習作業能力及身體功能的一個重要因素，因此學生用課桌椅更應該符合人體工程學原理，這樣不僅可以使學生養成良好的坐姿習慣，還可以提高作業效率，降低職業病的發病率。
[0003]據調查全國高校中開設機械繪圖課的達200所，使用人數約40萬，并且隨著中國制造業的迅猛發展，學習機械制圖課程的學生比例還會逐年增加，面對越來越突出的教學問題以及健康問題，必將需要對繪圖設備進行創新設計。
[0004]目前，現有的普通課桌大都是采用桌面、桌腿以及抽屜構成，功能單一，上下課需搬圖板或繪圖沒有圖板；桌子高度是固定的，無法適應不同比例身高人群的需要；桌面是平的，工程制圖需要長時間繪圖，長期使用會引起頸椎變形，腰酸背痛等不適癥狀。
實用新型內容
[0005]為了解決現有普通課桌存在的功能單一、無法適應不同身高人群、桌面無法傾斜調整的問題，本實用新型提供一種手動自動一體化多功能繪圖課桌。
[0006]本實用新型為解決技術問題所采用的技術方案如下:
[0007]手動自動一體化多功能繪圖課桌，包括桌面和兩個底座，每個底座上安裝有兩個桌腿；還包括:
[0008]升降機構，包括同一底座上的兩個桌腿上套裝有一個套板、兩端分別通過長軸軸承安裝在兩個套板上端的長軸、套裝在長軸上的蝸輪、與蝸輪為嚙合作用的蝸桿、分別固定在蝸桿兩端的第一手柄和第一電機、固定在支架上用于安裝第一電機的電機支板、套裝在長軸兩端的兩個鏈輪、固定在鏈輪與長軸之間的鍵、每個套板下端固定有一個鏈輪軸、上下端分別套裝在鏈輪和鏈輪軸上且通過定位塊固定在一個桌腿上的鏈條、每個桌腿外側的上下端分別設置有一個滑動棒；上端滑動棒安裝在桌腿上且與套板內側滑動連接，下端滑動棒安裝在套板上且與桌腿外側滑動連接；
[0009]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、分別安裝在底板兩端且分別位于兩個套板上端的兩個桌面支架，所述桌面通過轉軸安裝在桌面支架上；
[0010]傾角變化機構，包括:兩端安裝在桌面支架的滑動平面內且在滑動平面內可做直線往復運動的滑動桿、與滑動桿通過螺旋副連接且位于底板上的絲杠、分別固定在絲杠兩端且位于底板上的第二手柄和第二電機、分別安裝在兩個桌面支架上的兩個菱形伸展組件、安裝在桌面下表面的兩個導軌、分別安裝在兩個菱形伸展組件上端且可在導軌的滑槽內滑動的兩個滾輪；
[0011]安裝在桌面上表面且分別與第一電機和第二電機電連接的智能控制系統，通過智能控制系統發出特定不同時間長短電脈沖信號控制第一電機和第二電機的轉角和正反轉，同時帶動蝸桿和絲杠轉動，實現課桌整體升降和桌面傾斜變化。
[0012]還包括:通過臨時小棒固定在底板上的伸縮組件，所述伸縮組件由多個連接桿和連接軸組成且可以臨時小棒為中心向兩端伸縮；分別固定在伸縮組件兩端的兩個工作臺，這兩個工作臺分別位于兩個桌面支架的方形孔內且可以由此抽出。
[0013]還包括:安裝在桌面上表面的工具尺；所述工具尺一端凸起部分與桌面四周的3mm溝槽配合且可以在溝槽內滑動。
[0014]所述升降機構還包括:固定在套板外側的第一加強板、活動放置在套板內側且其兩端與兩個桌腿的內側滑動連接的第二加強板；鏈輪軸一端通過第一加強板固定在套板外側，另一端固定在第二加強板上且伸出套板外側。
[0015]還包括:安裝在鏈輪軸上且位于第二加強板內側的墊圈。
[0016]所述菱形伸展組件由多個起升桿和小軸組成，滾輪安裝在最上端的起升桿端部，最下端兩個起升桿中的一個通過起架支桿螺紋軸安裝在滑動桿的凹槽內，另一個通過軸固定在桌面支架上。
[0017]還包括:分別固定在兩個桌面支架上的兩個連接板，所述兩個桌面支架和兩個連接板形成一個矩形凹槽，所述絲杠和第二電機均位于矩形凹槽內且第二手柄位于連接板外側。
[0018]所述智能控制系統采用高性能的STM32單片機，自帶液晶顯示屏控制面板。
[0019]所述桌面的傾斜角度的變化范圍為0°?60°。
[0020]所述定位塊固定在同一底座上的兩個桌腿中的一個桌腿的內側且靠近鏈條，所述鏈條的一節通過定位塊固定在桌腿上。
[0021]本實用新型的有益效果是:
[0022]1、升降機構，通過鏈條傳動使課桌桌體沿固定點移動，實現課桌桌體整體升降以適應不同身高人群，操作簡單方便，省時省力。
[0023]2、傾角變化機構，通過絲杠傳動以及菱形伸展組件的伸展作用調節桌面的傾角變化，從而適應不同繪圖視角，增添繪圖舒適度，操作簡便、使繪圖過程更加高效、舒適、簡單，節省人力和時間。
[0024]3、新增水平工作臺，有利于繪圖工具及其他物品收集。
[0025]4、桌面工具尺的添加使得繪圖更加方便，精確度提升。
[0026]5、課桌桌體升降距離、桌面傾斜角度可根據使用者需求手動控制完成，或者通過智能控制系統自動完成，真正實現了繪圖課桌的手動自動一體化，體現了人性化、個性化，滿足了不同使用者對桌面及整體課桌高度的要求。
[0027]6、本實用新型運用人機工程學原理，利用傾角變化機構、升降機構及智能控制系統實現課桌整體升降和桌面傾斜，繪圖方便、穩定，提高了繪圖質量，本實用新型解決了普通教室不能開設繪圖課的問題，更為學習繪圖學生的學生提供了良好的繪圖設備，并且給繪圖教學帶來了極大方便。
[0028]7、本實用新型性能好、效率高，易被學生所接受，使用者多，每年新增學習繪圖課程的學生大約為40萬人次，因此本實用新型具有非常廣闊的應用市場和極高的推廣價值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本實用新型的手動自動一體化多功能繪圖課桌的立體結構示意圖。
[0030]圖2為本實用新型的手動自動一體化多功能繪圖課桌的的主視圖。
[0031]圖3為圖2所示手動自動一體化多功能繪圖課桌的左視圖。
[0032]圖4為圖2所示手動自動一體化多功能繪圖課桌的俯視圖。
[0033]圖5為升降機構的立體結構示意圖。
[0034]圖6為桌腿的結構示意圖。
[0035]圖7為套板的結構示意圖，其中，圖7a為套板的主視圖，圖7b為圖7a所示套板的左視圖，圖7c為圖7a所示套板的俯視圖。
[0036]圖8為定位塊的結構示意圖。
[0037]圖中:1、底座,2、桌腿,3、鏈輪,4、定位塊,5、套板,6、第一加強板,7、第二加強板，
8、鏈輪軸，9、墊圈，10、鍵，11、鏈條，12、長軸，13、長軸軸承，14、滑動棒，15、支架，16、蝸輪，17、蝸桿，18、第一手柄，19、第一電機，20、電機支板，21、底板，22、桌面支架，23、連接板，24、滑動桿，25、第二手柄，26、絲杠，27、第二電機，28、起架支桿螺紋軸，29、菱形伸展組件，30、滾輪，31、導軌，32、桌面，33、工作臺，34、臨時小棒，35、伸縮組件，36、工具尺，37、智能控制系統。

【具體實施方式】
[0038]以下結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0039]如圖1所示，本實用新型的手動自動一體化多功能繪圖課桌，包括:兩個底座1、四個桌腿2、支架15、底板21、兩個桌面支架22、兩個連接板23、桌面32、兩個工作臺33、臨時小棒34、伸縮組件35、工具尺35、智能控制系統37、升降機構、傾角變化機構。
[0040]如圖6所示，桌腿2為空心方管，一端帶有固定安裝孔，另一端帶有U形槽。如圖1所示，兩個桌腿2安裝在一個底座I上，另兩個桌腿2安裝在另一個底座I上，桌腿2的固定安裝孔端伸入底座I的方形安裝孔內并通過螺釘固定，同一個底座I上的兩個桌腿2之間留有一定距離。如圖5所示，支架15包括兩個部分(圖5中省略了其中一部分)，兩個部分均由三個空心方管順次焊接而成，一部分的兩端分別固定在兩個套板5的上端一側，另一部分的兩端分別固定在兩個套板5的上端另一側。
[0041]如圖5所示，升降機構，包括電機支板20、第一電機19、第一手柄18、蝸桿17、蝸輪16、八個滑動棒14、兩個長軸軸承13、長軸12、兩個鏈條11、兩個鍵10、兩個墊圈9、兩個鏈輪軸8、兩個第二加強板7、兩個第一加強板6、兩個套板5、兩個定位塊4和兩個鏈輪3。電機支板20兩端安裝在支架15上,蝸桿17 —端固定有第一手柄18,另一端與第一電機19電連接，蝸桿17、第一手柄18和第一電機19整體固定在電機支板20上；蝸輪16與蝸桿17相互間嚙合，蝸輪16套裝在長軸12上；一個套板5套裝在位于同一個底座I上的兩個桌腿2上，如圖7a、7b、7c所示，套板5的上端設置有安裝長軸12的安裝孔，下端兩側設置有突出的弧形結構，長軸12兩端分別伸進兩個套板5的上端安裝孔內，長軸軸承13套裝在長軸12兩端并固定在套板5外側(為了顯示出升降機構，圖1、圖2、圖5中省略了一個套板5)，鏈輪3、鏈條11、第二加強板7、鏈輪軸8、墊圈9均位于同一個底座I上的兩個桌腿2之間且位于套板5的內部，兩個鏈輪3分別套裝在長軸12兩端，如圖2所示，在鏈輪3與長軸12之間安裝有鍵10，用于聯結鏈輪3與長軸12，鏈條11上端套裝在鏈輪3上，下端套裝在鏈輪軸8上，鏈輪軸8的兩端伸出套板5外側，鏈輪軸8 一端通過第一加強板6固定在套板5上，另一端通過螺釘固定在第二加強板7上并伸出套板5外側，第一加強板6固定在套板5外側，第二加強板7活動放置在套板5內側且其兩端與兩個桌腿2的內側滑動連接，在一個桌腿2的內側靠近鏈條11的位置上設置有定位塊4，如圖8所示，定位塊4上設置有安裝孔，鏈條11其中的一節通過定位塊4固定在桌腿2上，滑動棒14共有八個，在每個桌腿2的上下兩端安裝有兩個滑動棒14，下端的滑動棒14安裝在套板5的弧形結構內且與桌腿2的外側為滑動連接關系，上端的滑動棒14安裝在桌腿2的U形槽端且滑動棒14與套板5內側為滑動連接關系。轉動第一手柄18，蝸桿17帶動蝸輪16轉動，長軸12隨之轉動，通過長軸軸承13和鏈輪3的作用，鏈條11隨長軸12轉動，由于定位塊4的作用，鏈條11向上移動，從而帶動鏈輪軸8向上移動，鏈輪軸8與套板5為固定關系，因此，通過鏈輪軸8帶動套板5隨著滑動棒14沿著桌腿2外側向上移動，從而實現課桌整體的升降。本實用新型可以根據使用者的身高來調整桌面32的高度，手動旋轉第一手柄18或通過桌面32上的智能控制系統37使蝸桿17轉動實現課桌整體升降。墊圈9安裝在鏈輪軸8上且位于第二加強板7內側，作用是:增加被聯接件的支撐面積以減小接觸處的壓強和避免擰緊螺母。
[0042]如圖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，如圖3所示，兩個桌面支架22分別安裝在底板21的兩端且分別位于兩個套板5的上端，桌面支架22內設置有滑動平面以及用于引導工作臺33水平運動的方形孔，兩個連接板23分別通過螺釘固定在兩個桌面支架22上，由兩個桌面支架22和兩個連接板23形成一個矩形凹槽。桌面32的下表面邊緣帶有兩個凸起結構，凸起結構通過轉軸安裝在桌面支架22的一端上，桌面32可以通過轉軸的作用實現角度傾斜。
[0043]如圖1所示，傾角變化機構，包括滑動桿24、第二手柄25、絲杠26、第二電機27、兩個起架支桿螺紋軸28、兩個菱形伸展組件29、兩個滾輪30和兩個導軌31。絲杠26的一端安裝有第二手柄25，另一端與第二電機27電連接，所述絲杠26和第二電機27均位于矩形凹槽內且第二手柄25位于連接板23外側，滑動桿24與絲杠26為螺旋副連接關系，滑動桿24兩端安裝在桌面支架22的滑動平面內且在滑動平面內可做直線往復運動，兩個導軌31安裝在桌面32的下表面上。兩個菱形伸展組件29分別安裝在兩個桌面支架22上，菱形伸展組件29由多個起升桿和小軸組成，最上端的起升桿端部安裝有滾輪30，滾輪30同時安裝在導軌31的滑槽內，最下端的兩個起升桿中的一個通過起架支桿螺紋軸28安裝在滑動桿24的凹槽內，另一個通過軸固定在桌面支架22上。轉動第二手柄25，帶動絲杠26轉動，通過絲杠26與滑動桿24的螺旋傳動使滑動桿24在桌面支架22的滑動槽內做直線往復運動，同時使與滑動桿24鉸接的菱形伸展組件29的各組件相對轉動，通過滾輪30在導軌31的滑槽內滑動從而使得桌面32在一定角度內發生變化。
[0044]桌面32的傾斜角度的變化范圍為0°?60°，作為設計學科，作圖有幾種方式，所以傾斜角度的有無和大小是很有必要的，實際當桌面32傾斜12°和24°時，使用者的姿勢較自然軀干的移動幅度小，與水平作業面相對，疲勞不適感會減小，繪圖桌桌面32 —般是傾斜的，如果桌面32水平或太低，因頭部傾角不能超過30°，使用者就必須身體前屈。為了適應不同的使用者，桌面32應設計成可調式，傾斜角度為0°?60°，增加了桌面32的穩定性，在使用者的最佳視角區類，減少人眼過度使用過度疲勞。
[0045]如圖1所示，兩個工作臺33分別固定在伸縮組件35兩端，并且這兩個工作臺33分別位于兩個桌面支架22的方形孔內，工作臺33可從方形孔內抽出，伸縮組件35由多個相同的連接桿和連接軸組成，且伸縮組件35的中間通過臨時小棒34固定在底板21上，當桌面32的傾斜角度發生變化時，通過伸縮組件35和臨時小棒34的作用使工作臺33仍保持水平，可以放置繪圖工具、水杯等，利于物品的整理收集，提升了繪圖效率。
[0046]如圖4所示，工具尺36和智能控制系統37均安裝在桌面32的上表面上，桌面32四周有3mm溝槽，溝槽可與工具尺36 —端凸起部分配合在溝槽內滑動、工具尺36使得繪圖效率更高，繪圖更精度，實現丁字尺的功能，使得繪圖更加精確，極大地提升了繪圖效率。
[0047]如圖4所示，智能控制系統37分別與第一電機19和第二電機27電連接，通過智能控制系統37發出特定不同時間長短電脈沖信號控制第一電機19和第二電機27的轉角和正反轉，同時帶動蝸桿17和絲杠26轉動，實現課桌整體升降和桌面32的傾斜變化。智能控制系統37采用高性能的STM32單片機，自帶液晶顯示屏控制面板，同時擁有“記憶功能”，可在第一次使用后記住該學號對應所需桌體高度及桌面傾角，在單片機內部完成電脈沖信號各項參數的計算，從而進行智能調節，使得對桌體高度、桌面傾角的調節更加同時精準，使用時更省力。
[0048]本實施方式中，桌腿2采用45#鋼制成。
[0049]本實施方式中，第一電機19和第二電機27分別采用57BYGH803型步進電機和86型步進電機。57BYGH803型步進電機的額定功率為10?50W，額定電流為1.5A，額定電壓為12?48V，額定轉矩為1.4NM，最大轉速為lOOOrpm。86型步進電機額定功率為90W，額定電流為1.0?4.2A，額定電壓為4?50V，靜轉距12.0ΝΜ，最大轉速為100rpm0
【權利要求】
1.手動自動一體化多功能繪圖課桌，包括桌面(32)和兩個底座(1)，每個底座(I)上安裝有兩個桌腿(2);其特征在于，還包括: 升降機構，包括同一底座(I)上的兩個桌腿(2)上套裝有一個套板(5)、兩端分別通過長軸軸承(13)安裝在兩個套板(5)上端的長軸(12)、套裝在長軸(12)上的蝸輪(16)、與蝸輪(16)為嚙合作用的蝸桿(17)、分別固定在蝸桿(17)兩端的第一手柄(18)和第一電機(19)、固定在支架(15)上用于安裝第一電機(19)的電機支板(20)、套裝在長軸(12)兩端的兩個鏈輪(3)、固定在鏈輪(3)與長軸(12)之間的鍵(10)、每個套板(5)下端固定有一個鏈輪軸(8)、上下端分別套裝在鏈輪(3)和鏈輪軸(8)上且通過定位塊(4)固定在一個桌腿(2)上的鏈條(11)、每個桌腿(2)外側的上下端分別設置有一個滑動棒(14);上端滑動棒(14)安裝在桌腿(2)上且與套板(5)內側滑動連接，下端滑動棒(14)安裝在套板(5)上且與桌腿(2)外側滑動連接； 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)、分別安裝在底板(21)兩端且分別位于兩個套板(5)上端的兩個桌面支架(22)，所述桌面(32)通過轉軸安裝在桌面支架(22)上； 傾角變化機構，包括:兩端安裝在桌面支架(22)的滑動平面內且在滑動平面內可做直線往復運動的滑動桿(24)、與滑動桿(24)通過螺旋副連接且位于底板(21)上的絲杠(26)、分別固定在絲杠(26)兩端且位于底板(21)上的第二手柄(25)和第二電機(27)、分別安裝在兩個桌面支架(22)上的兩個菱形伸展組件(29)、安裝在桌面(32)下表面的兩個導軌(31)、分別安裝在兩個菱形伸展組件(29)上端且可在導軌(31)的滑槽內滑動的兩個滾輪(30)； 安裝在桌面(32)上表面且分別與第一電機(19)和第二電機(27)電連接的智能控制系統(37)，通過智能控制系統(37)發出特定不同時間長短電脈沖信號控制第一電機(19)和第二電機(27)的轉角和正反轉，同時帶動蝸桿(17)和絲杠(26)轉動，實現課桌整體升降和桌面(32)傾斜變化。
2.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，還包括:通過臨時小棒(34)固定在底板(21)上的伸縮組件(35)，所述伸縮組件(35)由多個連接桿和連接軸組成且可以臨時小棒(34)為中心向兩端伸縮；分別固定在伸縮組件(35)兩端的兩個工作臺(33)，這兩個工作臺(33)分別位于兩個桌面支架(22)的方形孔內且可以由此抽出。
3.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，還包括:安裝在桌面(32)上表面的工具尺(36);所述工具尺(36) —端凸起部分與桌面(32)四周的3_溝槽配合且可以在溝槽內滑動。
4.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，所述升降機構還包括:固定在套板(5)外側的第一加強板￠)、活動放置在套板(5)內側且其兩端與兩個桌腿(2)的內側滑動連接的第二加強板(7);鏈輪軸(8) —端通過第一加強板￠)固定在套板(5)外側，另一端固定在第二加強板(7)上且伸出套板(5)外側。
5.根據權利要求4所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，還包括:安裝在鏈輪軸(8)上且位于第二加強板(7)內側的墊圈(9)。
6.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，所述菱形伸展組件(29)由多個起升桿和小軸組成，滾輪(30)安裝在最上端的起升桿端部，最下端兩個起升桿中的一個通過起架支桿螺紋軸(28)安裝在滑動桿(24)的凹槽內，另一個通過軸固定在桌面支架(22)上。
7.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，還包括:分別固定在兩個桌面支架(22)上的兩個連接板(23)，所述兩個桌面支架(22)和兩個連接板(23)形成一個矩形凹槽，所述絲杠(26)和第二電機(27)均位于矩形凹槽內且第二手柄(25)位于連接板(23)外側。
8.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，所述智能控制系統(37)采用高性能的STM32單片機，自帶液晶顯示屏控制面板。
9.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，所述桌面(32)的傾斜角度的變化范圍為0°?60°。
10.根據權利要求1所述的手動自動一體化多功能繪圖課桌，其特征在于，所述定位塊(4)固定在同一底座(I)上的兩個桌腿(2)中的一個桌腿(2)的內側且靠近鏈條(11)，所述鏈條(11)的一節通過定位塊(4)固定在桌腿(2)上。
【文檔編號】A47B85/02GK203952937SQ201420343357
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】姜吉光, 劉洋, 徐振洋, 馬筱溪, 王升旭, 荊鑫 申請人:長春理工大學