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(xiàn)代化的教學環(huán)境下以及人們對豐富多彩的學習生活的需要，簡單的傳統(tǒng)課桌椅已經(jīng)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(nèi)部有LX600型L型推桿，可實現(xiàn)桌腿高度的調(diào)節(jié)。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?！癓”型推桿電機內(nèi)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(xiàn)。調(diào)節(jié)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(xiàn)。按鍵模塊通過桌身側面的上下按鍵來進行調(diào)整（按一次可調(diào)節(jié)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(nèi)容調(diào)整高度;指紋識別模塊根據(jù)指紋讀出使用者高度數(shù)據(jù)，進而控制桌子調(diào)整高度。不管采用何種方式來調(diào)節(jié)課桌高度，都由MCU執(zhí)行相應命令，通過繼電器控制L型推桿電機調(diào)節(jié)課桌高度，此部分設計經(jīng)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(wěn)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(fā)，基于ARM CortexTM-M3內(nèi)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(lián)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(zhí)行程序。

三、功能的一般化描述

運用 TRIZ 理論進行產(chǎn)品的功能設計時，為了便于在其他領域搜索到可實現(xiàn)課桌各功能的相關產(chǎn)品 及其結構，需要對產(chǎn)品的功能進行一般化描述，即用“動詞+名詞”的形式描述產(chǎn)品的功能。多教學環(huán) 節(jié)共享型課桌具有 6 個功能，桌體調(diào)高功能用于普通授課和設計繪圖環(huán)節(jié)，滿足學生對不同桌體高度的需求;桌面角度調(diào)節(jié)功能用于設計繪圖環(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)，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(huán)節(jié)，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(huán) 節(jié)，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(huán)節(jié)，滿足節(jié)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。

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