一种自动隐形桌椅系统

田奕江 孙渊 李航 张军泽 王荣 陈一帆

摘 要：桌椅是现代人生活中不可缺少的物品，无论在家里还是在学校、饭店，桌椅都是必需品，桌椅渗透到我们生活的各个方面。尤其对于学校来说，桌椅至关重要，每个教室都有大量的桌椅，这些桌椅虽然可以满足学生的日常上课需要，但是他们会占据相当大的固定空间，长时间摆放在教室的桌椅会落满灰尘，需要打扫桌椅，增加劳动需求，增加学校劳务负担。对于并不是每个教室都满座的情况下，未被使用桌椅就成了障碍。

本项目是针对上述现象做的设计，一种全自动隐形桌椅系统，以labview为上位机软件，运用单片机控制电机动作同时接受位置传感器的反馈信号，完成桌椅的自动摆放和自动隐藏。

本项目的成功完成具有重大意义，通过机械和控制相结合实现桌椅的自动“隐形”。可以广泛应用于教学领域，可实现空间，便于清洁的效果。

关键词：桌椅;自动隐形;Labview;单片机

一、总体方案设计

一种自动隐形桌椅系统设计主要由机械部分、控制部分、软件设计等三大部分。其工作原理是直流伺服电机带动丝杠转动移动，从而带动桌子腿的上升下降，完成目标功能。桌椅具有两个主要的動作：上升和下降。

完成以上两个动作是靠单片机输出信号经过驱动器传递给步进电机来实现。单片机的信号输出是靠预先编制好的逻辑程序完成。

二、机械结构方案设计

一种自动隐形桌椅系统，包括地面基础、地板、以及若干排布在教室内的桌椅单元，还包括控制单元，每个桌椅单元包括如下部分：地面滑道，桌子部分，椅子部分，动力源，地板外壳。

桌子部分设计：

桌子后腿和桌子前腿，桌子后腿下部与定点旋转支点相配合，并可以发生相对旋转，桌子前腿下部与滑块相配合，并且绕支点旋转，滑块能够在丝杠的作用下沿固定滑道滑动。桌子后腿与桌子前腿可绕着中心转轴转动。桌子前腿的上部与桌面上的定点旋转支点相配合，并能够绕支点旋转，桌面下部有两排滑道用于伸展滑道滑行，伸展滑道内有滑动构件与桌子后腿的上部配合，并能够相对转动。桌面下部中间有放置椅子的收纳槽。

椅子部分设计：

包括椅子后腿，椅子前腿。椅子前后腿中间有支承旋转轴，用以它们之间相对转动。椅子前腿上部与椅子面上的球形支承相配合，并能够发生相对旋转。椅子面反面有两个相互平行的滑道用于伸展滑动块向外滑行伸展，伸展滑动块前段有与椅子后上部相固定配合的部分。伸展滑块前段还有卡扣，卡扣内置弹簧可以弹性屈伸。

三、控制系统设计

以labview为上位机软件，运用单片机控制电机动作，接受位置传感器的反馈信号，可以实现桌椅的隐藏，通过控制界面的设计，可以实现上，实时监控各个课桌的状态及使用情况，在任意时刻实现对课桌的控制。

在控制系统的硬件开发中，本设计采用了模块化的思想，将整个系统分为若干个模块进进行研究，硬件组建非常灵活。因为有了模块化的硬件结构，因此软件设计也采用模块化编程。

结束语：一种全自动隐形桌椅系统以单片机作为控制单元控制电机个动作，实现桌椅的全自动隐形。隐形桌椅的使用可以大大提高空间的利用率，具有广阔的市场。本设计采用更加实用的结构方案，使得桌椅结构简单，生产成本低，性价比高。

参考文献：

[1] 戴文青，汪沙娜. 轻工科技[J].基于功能化教室桌椅设计的研究[J]. 2016，（11）：103-104

[2] 荣莲，王海明. 机械工程与自动化[J]. 基于单片机的智能型桌椅的设计，2015（5）：92-94

[3] 颜鸿森，姚燕安，王玉新. 机构装置的创造性设计[M]. 北京：机械工业出版社.2002

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