一种自适应调节的桌子及桌子控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及智能家居技术领域，具体为一种自适应调节的桌子及桌子控制系统。


背景技术：

2.桌子是一种常见的家具，工业生产的桌子通常是按照标准身高需求进行设计的，所生产的桌子高度统一，非标准身高的人只能通过弯曲脊椎或抬升手臂等方式来适应桌子。
3.青少年成长过程中身高增长较快，因此每隔一段时间就需要更换桌子或者使用可调高桌面的桌子，学生或其它从事案头工作的人员经常长时间伏案工作，长时间坐姿工作会导致肩、颈、脊柱、腰等部位疲劳，长时间久坐则可能引发肌肉劳损、慢性疾病和骨骼畸变。
4.可调节高度的桌子在一定程度上能解决久坐产生的疲劳。但专注工作者无法及时进行手动或者主动控制桌面调节，因此即便使用可调节高度的桌子，仍不能有效解决久坐所造成的劳损。
5.中国专利公告号为：cn106263513b的发明专利，其公开了一种升降桌子，包括横向设置的桌板、传动装置、桌脚、动力装置、升降装置以及用于控制动力装置的单电机控制盒线路，可实现桌子的自动化升降，尤其是电机安放在桌体的中间位置可使得传动机构受力更加均匀，从而延长了桌子的使用年限，进一步，该升降桌子的单电机控制盒线路设计简单且高智能，无需手控操作，智能控制执行元件运行，设有防撞系统，执行元件碰到物体能自行停止运行，设有保护电路不易损坏电器原件，设有警报系统防止突发事件发生。
6.上述专利中，虽然能够调节桌子的高度，但是其调节高度仍需人工控制，无法自适应使用者的姿态来进行调节，从而也就不具备纠正坐姿的功能。
7.基于此，我们提出了一种自适应调节的桌子及桌子控制系统，希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现要素：

8.(一)解决的技术问题
9.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种自适应调节的桌子及桌子控制系统，具备能够根据使用者的身高、坐高、使用姿态来自动调节桌子高度和前后距离的优点。
10.(二)技术方案
11.为实现上述能够根据使用者的身高、坐高、使用姿态来自动调节桌子高度和前后距离的目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自适应调节的桌子，包括底板，所述底板的顶部固定安装有升降筒，所述升降筒的内部插接有升降柱，所述升降柱的顶部固定安装有安装板；
12.所述安装板的顶部固定安装有固定板，所述固定板的顶部活动连接有桌板，所述
桌板固定连接在弯板的外壁上，所述弯板的顶部固定安装有顶板，所述弯板的内部设置有摄像头。
13.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述升降筒的内部设置有电动杆，所述升降柱固定安装在电动杆的输出轴顶部。
14.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弯板的底部右侧固定安装有电动推杆，所述电动推杆的输出轴顶部固定安装在固定板的外壁上，所述固定板的两侧还开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有滑块，所述滑块固定安装在桌板的底部两侧。
15.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述弯板的底部右侧固定安装有电机，所述电机的输出轴顶部固定安装有丝杆，所述丝杆螺纹连接在固定板的内部，所述固定板的两侧还开设有滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有滑块，所述滑块固定安装在桌板的底部两侧。
16.(三)有益效果
17.与现有技术相比，本实用新型提供了一种自适应调节的桌子及桌子控制系统，具备以下有益效果：
18.1、该自适应调节的桌子及桌子控制系统，通过电动杆可控制桌板上升或者下降，通过电动推杆或电机可控制桌板平移，朝向使用者或背向使用者移动，控制系统更加的简洁、高效、稳定，使得使用者具有更加舒适的使用感受。
19.2、该自适应调节的桌子及桌子控制系统，人体识别模块、姿态识别模块和控制模块可以根据使用者当前身体姿态、保持统一姿态的时间长度等要素，自动判断使用者所需的桌面高度，并通过升降驱动模块和平移驱动模块抬升桌面和水平移动桌面，带动使用者调整身体骨骼和肌肉活动，改善使用者因久坐或者姿态不正确而导致的不适。
20.3、该自适应调节的桌子及桌子控制系统，动态采集使用者身体姿态保持情况和变化情况，与数据库中健康姿态进行比对，判定当前姿态是否适合，并根据判断实现桌面的升降或水平移动，以带动使用者身体伸展或摆动，从而实现对使用者姿态的矫正。
附图说明
21.图1为本实用新型实施例一的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型实施例二的整体结构示意图；
23.图3为本实用新型系统架构示意图；
24.图4为本实用新型处理流程示意图。
25.图中：1
‑
底板、2
‑
升降筒、3
‑
升降柱、4
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安装板、5
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固定板、6
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桌板、 7
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弯板、8
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顶板、9
‑
摄像头、10
‑
电动推杆、11
‑
滑块、12
‑
滑槽、13
‑
电机、 14
‑
丝杆。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的
方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例一：
30.请参阅图1、图3和图4，一种自适应调节的桌子，包括底板1，底板1 的顶部固定安装有升降筒2，升降筒2的内部插接有升降柱3，升降柱3的顶部固定安装有安装板4；
31.安装板4的顶部固定安装有固定板5，固定板5的顶部活动连接有桌板6，桌板6固定连接在弯板7的外壁上，弯板7的顶部固定安装有顶板8，用于放置物品，弯板7的内部设置有摄像头9。
32.本实施例中，升降筒2的内部设置有电动杆，升降柱3固定安装在电动杆的输出轴顶部，通过电动杆可以直接控制升降柱3的上升或者下降，控制系统更加的简洁、高效、稳定。
33.本实施例中，弯板7的底部右侧固定安装有电动推杆10，电动推杆10的输出轴顶部固定安装在固定板5的外壁上，固定板5的两侧还开设有滑槽12，滑槽12的内壁滑动连接有滑块11，滑块11固定安装在桌板6的底部两侧，当电动推杆10的输出轴伸出时，电动推杆10相对固定板5远离，进而使弯板7和桌板6在固定板5上移动，逐渐远离使用者；
34.当电动推杆10的输出轴回缩时，电动推杆10逐渐靠近固定板5，进而使弯板7和桌板6在固定板5上移动，逐渐靠近使用者；
35.一种自适应调节的桌子控制系统，用于一种自适应调节的桌子，包括：
36.图像采集模块，包括摄像头9，用于采集人体关键点信息和桌面信息；
37.人体识别模块，用于根据人体关键点信息和桌面信息测算人体准确尺寸和人体各部分在空间中的位置；
38.姿态识别模块，用于根据人体关键点信息和桌面信息识别使用者的身体姿态；
39.控制模块，用于接收人体识别模块和姿态识别模块的识别数据及用于控制升降驱动模块和平移驱动模块的运行及用于控制通讯模块进行通讯；
40.升降驱动模块，通过电动杆用于控制升降柱3上升或者下降，调整桌板6 的高度；
41.通过对使用者身高、坐高、当前姿态等数据，自动计算适应当前使用者的最佳桌面高度，并自动控制桌板6升降，无需使用者干预和控制；
42.平移驱动模块，通过电动推杆10用于控制桌板6平移，调整桌板6的前后位置；
43.在使用者腰部以下不动的情况下，桌面水平运动能够促使使用者腰部做出较大角度的活动，并带动腰部以上身体相应活动，从而实现促动使用者工作同时进行适度肢体活动和调整身体姿态的目的。
44.通讯模块，包括蓝牙单元和wifi单元，用于与移动终端和互联网之间进行数据传输。
45.使用者可以通过移动终端获知桌子的使用数据和数据统计，并可通过移动终端对桌子进行个性化设定；
46.摄像头9采集到的人体关键节点数据可上传至互联网云端，用于改善对身体姿态判断的算法；
47.通过上传本地设备信息，可远程获取本地设备信息，对本地设备使用进行诊断；
48.可联网下载互联网云端的固件信息和数据库，改善本地对人体姿态的识别。
49.本实施例中，人体识别模块的具体测算方法是：
50.摄像头9采集桌面边缘信息和桌面上信息识别点信息，将其像素与摄像头9画面像素对比，根据桌面和桌面信息点的像素比例、桌面和信息点拍摄造成的角度畸变，计算摄像头9距离桌面的位置和角度，并据此测算人体准确尺寸和人体各部分在空间中的位置。
51.本实施例中，还包括数据库，数据库用于储存健康标准的人体姿态。
52.本实施例中，姿态识别模块包括以下处理步骤：
53.步骤1：通过摄像头9采集使用者图像，识别使用者身体关键点，关键点包括头、额、双眼、鼻、口、颌、颈、胸、双肩、双肘、双腕和十指，通过对身体关键点的位置关系识别判断使用者身体姿态；
54.步骤2：将上述使用者身体姿态与数据库中存储的健康标准的人体姿态进行对比，判断使用者当前姿态与健康姿态的偏离，并判断其不健康程度以进行对应的调整；
55.步骤3：通过对使用者当前姿态维持时间的统计，判断使用者是否需要调整身体姿态。
56.当摄像头9视野内探测到人脸信息时，摄像头9自动测算双眼连线与桌板6的相对高度，并据此切换立式或坐式工作高度。
57.当摄像头9采集数据，比对发现使用者上半身姿态在设定时间段保持相对不变，则通过模型运算确定对使用者姿态进行干预：
58.当感知使用者处于久坐状态，则桌板6自动上升，切换至立式工作状态，令使用者为适应桌板6升高而改为站立工作；
59.当感知使用者处于久站工作时，则桌板6自动下降，切换至坐式工作状态，令使用者为适应桌板6降低改为坐式工作；
60.摄像头9可根据使用者双眼、鼻、下颌、颈、双肩、双上臂、双肘、双腕、双手手指的信息点在空间中的位置和运动状态，辨识使用者工作类型，根据这一工作类型，调整桌板6高度，以符合这一特定的工作对桌板高度的需求；
61.摄像头9根据使用者姿态保持情况，判断使用者保持姿态的疲劳程度，通过调整桌板6水平位置，令桌板6靠近或远离使用者，带动使用者上半身向前倾或向后靠，从而实现上半身有限运动以实现上半身肌肉群紧张状态的改变和骨骼位置的调整；
62.当摄像头9判断使用者处于错误姿态(如弓腰、俯身、颈前伸、双肩倾斜等各种非标准骨骼姿态)，则通过预置的桌板6运动程序，进行桌板6升降或水平运动的微调，带动使用者身体姿态调整；
63.数据库用于保存人体不同姿势的数据，用作与当前使用者不同身体姿态做对比参照，数据库可以在线升级；
64.无人复位：当摄像头9视角范围内没有人体出现时，桌板6自动复位到初始高度和
初始水平位置；
65.低照度复位：当环境照明低于设定亮度时，桌板6自动复位到初始高度和初始水平位置。
66.本实施例中，预先存储桌子初始高度、桌面初始尺寸、桌面水平初始位置等信息，作为日常使用的初始值。桌面桌子开机后，桌子的各部件可恢复到初始位置，并根据环境条件和使用者实际情况进行调整；
67.本实施例中，摄像头9对桌板6前边缘和左右两侧边缘进行图像采集，并通过上述边缘所占有的图像像素和图片像素进行比较，以确定摄像头9所处的高度。通过对上述边缘在镜头中产生的畸变，判断摄像头9在桌板6安装的角度。根据此数据建立桌板6和桌前空间坐标体系，并实现对桌前人体的准确测量。
68.本实施例中，摄像头9定时采集桌前方影像，并通过人脸识别判断是否有人使用桌子，如有人使用，则根据使用者双眼高度，自动将桌板6调整为符合当前使用者所需高度。
69.根据使用者当前使用姿态与数据库中人体姿态模型对比，确定当前使用姿态分类。并根据当前姿态和数据库中标准姿态的偏离，判定使用者当前姿态是否健康，如判定为使用姿态不健康，则根据预设程序调整桌板6高度和水平位置，令桌板6升降和前后运动至符合健康使用位置，带动使用者调整身体姿态。
70.如使用者保持同一姿态超过一定时间，则对使用者身体疲劳和肌肉疲劳做判定，并根据判定进行立式工作和坐式工作模式的切换，升降桌板6至站立使用桌面或坐式使用桌面，以使使用者改变工作体态，获得休息和身体姿态调整。
71.实施例二：
72.请参阅图2、图3和图4，一种自适应调节的桌子，包括底板1，底板1 的顶部固定安装有升降筒2，升降筒2的内部插接有升降柱3，升降柱3的顶部固定安装有安装板4；
73.安装板4的顶部固定安装有固定板5，固定板5的顶部活动连接有桌板6，桌板6固定连接在弯板7的外壁上，弯板7的顶部固定安装有顶板8，用于放置物品，弯板7的内部设置有摄像头9。
74.本实施例中，升降筒2的内部设置有电动杆，升降柱3固定安装在电动杆的输出轴顶部，通过电动杆可以直接控制升降柱3的上升或者下降，控制系统更加的简洁、高效、稳定。
75.本实施例中，弯板7的底部右侧固定安装有电机13，电机13的输出轴顶部固定安装有丝杆14，丝杆14螺纹连接在固定板5的内部，固定板5的两侧还开设有滑槽12，滑槽12的内壁滑动连接有滑块11，滑块11固定安装在桌板6的底部两侧，电机13运行带动其输出轴顶部的丝杆14旋转，丝杆14正反转使得电机10逐渐靠近或逐渐远离固定板5，当电机10逐渐靠近固定板5 时，桌板6也逐渐靠近使用者，当电机10逐渐远离固定板5时，桌板6也逐渐远离使用者。
76.一种自适应调节的桌子控制系统，用于一种自适应调节的桌子，包括：
77.图像采集模块，包括摄像头9，用于采集人体关键点信息和桌面信息；
78.人体识别模块，用于根据人体关键点信息和桌面信息测算人体准确尺寸和人体各部分在空间中的位置；
79.姿态识别模块，用于根据人体关键点信息和桌面信息识别使用者的身体姿态；
80.控制模块，用于接收人体识别模块和姿态识别模块的识别数据及用于控制升降驱动模块和平移驱动模块的运行及用于控制通讯模块进行通讯；
81.升降驱动模块，通过电动杆用于控制升降柱3上升或者下降，调整桌板6 的高度；
82.通过对使用者身高、坐高、当前姿态等数据，自动计算适应当前使用者的最佳桌面高度，并自动控制桌板6升降，无需使用者干预和控制；
83.平移驱动模块，通过电机13用于控制桌板6平移，调整桌板6的前后位置；
84.在使用者腰部以下不动的情况下，桌面水平运动能够促使使用者腰部做出较大角度的活动，并带动腰部以上身体相应活动，从而实现促动使用者工作同时进行适度肢体活动和调整身体姿态的目的。
85.通讯模块，包括蓝牙单元和wifi单元，用于与移动终端和互联网之间进行数据传输。
86.使用者可以通过移动终端获知桌子的使用数据和数据统计，并可通过移动终端对桌子进行个性化设定；
87.摄像头9采集到的人体关键节点数据可上传至互联网云端，用于改善对身体姿态判断的算法；
88.通过上传本地设备信息，可远程获取本地设备信息，对本地设备使用进行诊断；
89.可联网下载互联网云端的固件信息和数据库，改善本地对人体姿态的识别。
90.本实施例中，人体识别模块的具体测算方法是：
91.摄像头9采集桌面边缘信息和桌面上信息识别点信息，将其像素与摄像头9画面像素对比，根据桌面和桌面信息点的像素比例、桌面和信息点拍摄造成的角度畸变，计算摄像头9距离桌面的位置和角度，并据此测算人体准确尺寸和人体各部分在空间中的位置。
92.本实施例中，还包括数据库，数据库用于储存健康标准的人体姿态。
93.本实施例中，姿态识别模块包括以下处理步骤：
94.步骤1：通过摄像头9采集使用者图像，识别使用者身体关键点，关键点包括头、额、双眼、鼻、口、颌、颈、胸、双肩、双肘、双腕和十指，通过对身体关键点的位置关系识别判断使用者身体姿态；
95.步骤2：将上述使用者身体姿态与数据库中存储的健康标准的人体姿态进行对比，判断使用者当前姿态与健康姿态的偏离，并判断其不健康程度以进行对应的调整；
96.步骤3：通过对使用者当前姿态维持时间的统计，判断使用者是否需要调整身体姿态。
97.当摄像头9视野内探测到人脸信息时，摄像头9自动测算双眼连线与桌板6的相对高度，并据此切换立式或坐式工作高度。
98.当摄像头9采集数据，比对发现使用者上半身姿态在设定时间段保持相对不变，则通过模型运算确定对使用者姿态进行干预：
99.当感知使用者处于久坐状态，则桌板6自动上升，切换至立式工作状态，令使用者为适应桌板6升高而改为站立工作；
100.当感知使用者处于久站工作时，则桌板6自动下降，切换至坐式工作状态，令使用者为适应桌板6降低改为坐式工作；
101.摄像头9可根据使用者双眼、鼻、下颌、颈、双肩、双上臂、双肘、双腕、双手手指的信
息点在空间中的位置和运动状态，辨识使用者工作类型，根据这一工作类型，调整桌板6高度，以符合这一特定的工作对桌板高度的需求；
102.摄像头9根据使用者姿态保持情况，判断使用者保持姿态的疲劳程度，通过调整桌板6水平位置，令桌板6靠近或远离使用者，带动使用者上半身向前倾或向后靠，从而实现上半身有限运动以实现上半身肌肉群紧张状态的改变和骨骼位置的调整；
103.当摄像头9判断使用者处于错误姿态(如弓腰、俯身、颈前伸、双肩倾斜等各种非标准骨骼姿态)，则通过预置的桌板6运动程序，进行桌板6升降或水平运动的微调，带动使用者身体姿态调整；
104.数据库用于保存人体不同姿势的数据，用作与当前使用者不同身体姿态做对比参照，数据库可以在线升级；
105.无人复位：当摄像头9视角范围内没有人体出现时，桌板6自动复位到初始高度和初始水平位置；
106.低照度复位：当环境照明低于设定亮度时，桌板6自动复位到初始高度和初始水平位置。
107.本实施例中，预先存储桌子初始高度、桌面初始尺寸、桌面水平初始位置等信息，作为日常使用的初始值。桌面桌子开机后，桌子的各部件可恢复到初始位置，并根据环境条件和使用者实际情况进行调整；
108.本实施例中，摄像头9对桌板6前边缘和左右两侧边缘进行图像采集，并通过上述边缘所占有的图像像素和图片像素进行比较，以确定摄像头9所处的高度。通过对上述边缘在镜头中产生的畸变，判断摄像头9在桌板6安装的角度。根据此数据建立桌板6和桌前空间坐标体系，并实现对桌前人体的准确测量。
109.本实施例中，摄像头9定时采集桌前方影像，并通过人脸识别判断是否有人使用桌子，如有人使用，则根据使用者双眼高度，自动将桌板6调整为符合当前使用者所需高度。
110.根据使用者当前使用姿态与数据库中人体姿态模型对比，确定当前使用姿态分类。并根据当前姿态和数据库中标准姿态的偏离，判定使用者当前姿态是否健康，如判定为使用姿态不健康，则根据预设程序调整桌板6高度和水平位置，令桌板6升降和前后运动至符合健康使用位置，带动使用者调整身体姿态。
111.如使用者保持同一姿态超过一定时间，则对使用者身体疲劳和肌肉疲劳做判定，并根据判定进行立式工作和坐式工作模式的切换，升降桌板6至站立使用桌面或坐式使用桌面，以使使用者改变工作体态，获得休息和身体姿态调整。
112.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。