基于體感技術的智能課桌椅設計

汪沁 楊小瑩

摘 要：課桌椅永遠是學生們在課堂上必不可少的輔助工具，作為一名學生，我們每天坐在椅子上聽課、學習，在課桌上讀書、寫字等等，接觸最多的就是它們了，因此，課桌椅在我們的學習生活中起著至關重要的作用。如今，在現代化的教學環境下以及人們對豐富多彩的學習生活的需要，簡單的傳統課桌椅已經逐漸不能滿足當今時代的學生們對課堂的豐富性，學習的舒服性，以及學習空間的寬闊性等需要。

關鍵詞：體感技術;智能課桌椅;設計

一、“L”型電機模塊

“L”型電機模塊是硬件設計的重要部分，課桌設計時只有一個桌腿，由兩個相互嵌入的長方體構成，其內部有LX600型L型推桿，可實現桌腿高度的調節。若要升高課桌高度，L型推桿會向上推動上部的長方體;若要降低課桌的高度，L型推桿會推動位于下面的長方體。“L”型推桿電機內有減速齒輪，帶動螺母使電機由旋轉運動轉成直線運動，即完成推桿運動電機的正反轉，若加大行程，可通過改變杠桿力臂長度實現。調節課桌的高度可分別由按鍵模塊、指紋識別模塊、RFID讀卡模塊來實現。按鍵模塊通過桌身側面的上下按鍵來進行調整（按一次可調節50mm）;RFID讀卡模塊需將校園卡與個人信息綁定（信息主要包括性別、身高），通過RFID卡讀出學生校園卡的內容調整高度;指紋識別模塊根據指紋讀出使用者高度數據，進而控制桌子調整高度。不管采用何種方式來調節課桌高度，都由MCU執行相應命令，通過繼電器控制L型推桿電機調節課桌高度，此部分設計經過測試試用，效果良好。

二、主控模塊

主控模塊主要包括MCU、電源穩壓電路、晶振電路、復位電路、BOOT選擇電路、指示燈電路及其他擴展接口電路，其電路圖如圖2所示。本設計中的MCU選擇性價比較高的STM32F103C8T6。STM32F103C8T6是由意法半導體集團開發，基于ARM CortexTM-M3內核32位的嵌入式微控制器。電源通過USB接口進行供電;晶振電路主要用于計時，與兩個電容并聯使用;復位電路用于MCU的初始化操作，當程序運行不正常時，需要復位處理;BOOT選擇電路決定了芯片復位后從何處開始執行程序。

三、功能的一般化描述

運用 TRIZ 理論進行產品的功能設計時，為了便于在其他領域搜索到可實現課桌各功能的相關產品 及其結構，需要對產品的功能進行一般化描述，即用“動詞+名詞”的形式描述產品的功能。多教學環 節共享型課桌具有 6 個功能，桌體調高功能用于普通授課和設計繪圖環節，滿足學生對不同桌體高度的需求;桌面角度調節功能用于設計繪圖環節，滿 足學生對不同桌面角度的需求;桌面翻轉功能用于 多媒體教學環節，滿足學生對電子化教學設備的需 求;整桌移動功能用于討論課環節，滿足學生面對 面交流的需求;桌側板抽拉功能用于自習和考試環 節，滿足學生對安靜的考試和自習以及防止考場作 弊的需求;桌身折疊功能用于課桌集中存放和運輸 環節，滿足節省空間資源的需求。

四、結語

智慧課堂互動平臺的設計利用全息投影3D技術構建3D課堂，能輕松地將知識點立體化、真實化，便于學生學習和掌握。教師可利用WIFI隨時將3D素材傳遞給學生，進行講解和互動。在吸引了學生注意力的同時，加深了學生對知識點的理解，使學生的注意力一直集中在課堂，提高了學生的學習興趣與學習效率。

參考文獻：

[1]陶來華，段永剛，何理瑞.一種多功能課桌的設計[J].科 技視界，2016（8）：242+228.

[2]桂科，劉江南，張文博，等.基于現代 TRIZ 工具的多功能 課桌創新設計[J].包裝工程，2016，37（14）：34-37.

[3]邱文浩.中學普通教室設計研究[D].江蘇省：東南大學，2016

[4]董智銘.中國特色的高中課桌椅人性化設計[J].設計，2016，23：122-123.