基于体感技术的智能课桌椅设计

汪沁 杨小莹

摘 要：课桌椅永远是学生们在课堂上必不可少的辅助工具，作为一名学生，我们每天坐在椅子上听课、学习，在课桌上读书、写字等等，接触最多的就是它们了，因此，课桌椅在我们的学习生活中起着至关重要的作用。如今，在现代化的教学环境下以及人们对丰富多彩的学习生活的需要，简单的传统课桌椅已经逐渐不能满足当今时代的学生们对课堂的丰富性，学习的舒服性，以及学习空间的宽阔性等需要。

关键词：体感技术;智能课桌椅;设计

一、“L”型电机模块

“L”型电机模块是硬件设计的重要部分，课桌设计时只有一个桌腿，由两个相互嵌入的长方体构成，其内部有LX600型L型推杆，可实现桌腿高度的调节。若要升高课桌高度，L型推杆会向上推动上部的长方体;若要降低课桌的高度，L型推杆会推动位于下面的长方体。“L”型推杆电机内有减速齿轮，带动螺母使电机由旋转运动转成直线运动，即完成推杆运动电机的正反转，若加大行程，可通过改变杠杆力臂长度实现。调节课桌的高度可分别由按键模块、指纹识别模块、RFID读卡模块来实现。按键模块通过桌身侧面的上下按键来进行调整（按一次可调节50mm）;RFID读卡模块需将校园卡与个人信息绑定（信息主要包括性别、身高），通过RFID卡读出学生校园卡的内容调整高度;指纹识别模块根据指纹读出使用者高度数据，进而控制桌子调整高度。不管采用何种方式来调节课桌高度，都由MCU执行相应命令，通过继电器控制L型推杆电机调节课桌高度，此部分设计经过测试试用，效果良好。

二、主控模块

主控模块主要包括MCU、电源稳压电路、晶振电路、复位电路、BOOT选择电路、指示灯电路及其他扩展接口电路，其电路图如图2所示。本设计中的MCU选择性價比较高的STM32F103C8T6。STM32F103C8T6是由意法半导体集团开发，基于ARM CortexTM-M3内核32位的嵌入式微控制器。电源通过USB接口进行供电;晶振电路主要用于计时，与两个电容并联使用;复位电路用于MCU的初始化操作，当程序运行不正常时，需要复位处理;BOOT选择电路决定了芯片复位后从何处开始执行程序。

三、功能的一般化描述

运用 TRIZ 理论进行产品的功能设计时，为了便于在其他领域搜索到可实现课桌各功能的相关产品 及其结构，需要对产品的功能进行一般化描述，即用“动词+名词”的形式描述产品的功能。多教学环 节共享型课桌具有 6 个功能，桌体调高功能用于普通授课和设计绘图环节，满足学生对不同桌体高度的需求;桌面角度调节功能用于设计绘图环节，满 足学生对不同桌面角度的需求;桌面翻转功能用于 多媒体教学环节，满足学生对电子化教学设备的需 求;整桌移动功能用于讨论课环节，满足学生面对 面交流的需求;桌侧板抽拉功能用于自习和考试环 节，满足学生对安静的考试和自习以及防止考场作 弊的需求;桌身折叠功能用于课桌集中存放和运输 环节，满足节省空间资源的需求。

四、结语

智慧课堂互动平台的设计利用全息投影3D技术构建3D课堂，能轻松地将知识点立体化、真实化，便于学生学习和掌握。教师可利用WIFI随时将3D素材传递给学生，进行讲解和互动。在吸引了学生注意力的同时，加深了学生对知识点的理解，使学生的注意力一直集中在课堂，提高了学生的学习兴趣与学习效率。

参考文献：

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