CN110859402A - 一种基于体感技术的智能学习桌 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于体感技术的智能学习桌，包括桌体和底座，所述桌体上设有中心控制装置以及与中心控制装置的信号输入端连接的手势识别装置；所述底座为具有上下升降调节、前后移动调节、前后翻转调节功能的底座。通过本发明使用者可以通过做出简单的手势即可实现对学习桌的上下升降调节、前后移动调节或前后翻转调节，这样即使家长或老师不在旁边，中小学生也可自己独立完成调节过程，节省时间和力气，并且可以激发中小学生对学习桌的兴趣，使其愿意坐在学习桌上，这样才具备学习的前提条件。另外，桌面上设置两个显示屏，可以供学生观看学习，两显示屏同时显示，也方便家长或老师进行辅导。
Description
技术领域
本发明涉及智能化学习用具领域，尤其涉及一种基于体感技术的智能学习桌。
背景技术
学习桌对于中小学生是必不可少的学习用具，其在一定程度上影响了学生的学习效率。传统学习桌不带有其他功能，只是简单的几块板材拼接而成，一方面长时间坐着学习容易让中小学生产生疲倦，另一方面在使用时容易出现一些问题，例如有时候桌子需要适应性调节，这对中小学生较为困难，在没有家长的情况下十分不方便。
体感技术(体感控制)是指人们可以很直接地使用肢体动作，与周边的装置或环境互动，而无需使用任何复杂的控制设备，便可让人们身历其境地与内容做互动。早在2005年以前，Sony便推出了光学感应套件——EyeToy，主要是通过光学传感器获取人体影像，再将此人体影像的肢体动作与游戏中的内容互动，主要是以2D平面为主，而内容也多属较为简易类型的互动游戏。又例如，现在智能手机上大都带有手势体感功能，可以实现一些简单的控制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于体感技术的智能学习桌，其将体感技术应用到学习桌上，解决了传统学习桌功能单一、无法吸引学生学习以及调节比较困难的缺陷。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种基于体感技术的智能学习桌，包括桌体和底座，
所述桌体上设有中心控制装置以及与中心控制装置的信号输入端连接的手势识别装置；
所述底座为具有上下升降调节、前后移动调节、前后翻转调节功能的底座。
进一步改进在于，所述中心控制装置为AVR主控制板。
进一步改进在于，所述手势识别装置为Leapmotion手势识别器。
进一步改进在于，所述中心控制装置内置有三维手势库，所述三维手势库内包括：前移、后移、向内绕圈、向外绕圈、上移和下移。
进一步改进在于，所述桌体上还设有显示装置，所述显示装置连接在中心控制装置的信号输出端。
进一步改进在于，所述显示装置包括第一显示屏和第二显示屏。
进一步改进在于，所述底座包括水平支撑板，以及与水平支撑板垂直活动连接的竖直支撑板，以及通过电动轴与竖直支撑板连接的旋转箱，所述旋转箱顶端设有伸缩杆，所述伸缩杆顶端连接在桌体的下端。
进一步改进在于，所述竖直支撑板的下端设有电动滑块，所述水平支撑板上设有滑槽，所述电动滑块嵌在滑槽上实现竖直支撑板与水平支撑板的活动连接；
所述电动滑块连接有第一步进电机，所述电动轴连接有第二步进电机，所述伸缩杆连接有第三步进电机，且所述第一步进电机、第二步进电机和第三步进电机均连接在中心控制装置的信号输出端。
本发明的有益效果是：使用者可以通过做出简单的手势即可实现对学习桌的上下升降调节、前后移动调节或前后翻转调节，这样即使家长或老师不在旁边，中小学生也可自己独立完成调节过程，节省时间和力气，并且可以激发中小学生对学习桌的兴趣，使其愿意坐在学习桌上，这样才具备学习的前提条件。另外，桌面上设置两个显示屏，可以供学生观看学习，两显示屏同时显示，也方便家长或老师进行辅导。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的控制原理图；
图3为手势识别装置的检测范围图；
其中，1-桌体，2-底座，21-水平支撑板，22-竖直支撑板，23-电动轴，24-旋转箱，25-伸缩杆，26-电动滑块，27-第一步进电机，28-第二步进电机，29-第三步进电机，3-中心控制装置，4-手势识别装置，5-三维手势库，6-显示装置。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
结合图1和图2所示，一种基于体感技术的智能学习桌，包括桌体1和底座2。
其中，桌体1上设有中心控制装置3以及与中心控制装置3的信号输入端连接的手势识别装置4；底座2为具有上下升降调节、前后移动调节、前后翻转调节功能的底座2。
中心控制装置3为AVR主控制板，其为采用ATMGEA32单片机为控制核心的最小系统板，其提供多个USB通讯接口用于输入和输出信号。手势识别装置4为Leapmotion手势识别器，如图3所示，其采用红外光线，在120°的范围角度内对单手的物理特征进行探测识别，并通过所述中心控制装置3上的USB接口传入相关信号。
中心控制装置3内置有三维手势库5，三维手势库5内包括：前移、后移、向内绕圈、向外绕圈、上移和下移。
桌体1上还设有显示装置6，显示装置6连接在中心控制装置3的信号输出端。显示装置6包括第一显示屏和第二显示屏，显示屏的型号为SMC1602A。
另外，底座2包括水平支撑板21，以及与水平支撑板21垂直活动连接的竖直支撑板22，以及通过电动轴23与竖直支撑板22连接的旋转箱24，旋转箱24顶端设有伸缩杆25，伸缩杆25顶端连接在桌体1的下端。竖直支撑板22的下端设有电动滑块26，水平支撑板21上设有滑槽，电动滑块26嵌在滑槽上实现竖直支撑板22与水平支撑板21的活动连接；电动滑块26连接有第一步进电机27，电动轴23连接有第二步进电机28，伸缩杆25连接有第三步进电机29，且第一步进电机27、第二步进电机28和第三步进电机29均连接在中心控制装置3的信号输出端。
底座2可通过手势识别装置4进行全方位调节，调节前需要对三维手势库5进行数据建立，然后再进行手势控制。具体的步骤如下：
步骤1，通过Leapmotion手势识别器绑定视野范围内的手、手指所提供的实时数据，这些数据多通过集合或者帧数据表述，每一帧都包含了一系列的基本绑定数据，设备将赋予每个系列的基本绑定数据一个唯一ID号码作为标记，只要这个实体不出设备的可视区域，这个ID号就会一直不变，通过不同的手势建立控制并联机械手的三维手势库，包括底座2的上下升降调节、前后移动调节或前后翻转调节动作。
步骤2，使用者在LeapMotion手势识别器上方操作，形成不同的手势，LeapMotion实时采集手部运动数据并与手势库对比。
步骤3，通过对比识别用户手势是否属于底座的其中某个调节动作，若属于此操作，则发送代表底座相应动作的字符数据给中心控制装置3，通过中心控制装置3发出控制信号实现底座2的调节动作。
通过上述步骤设计，可以构建基于LeapMotion的三维手势库，以及相应的匹配识别方法并将识别结果发送给中心控制装置3。
例如：前移——竖直支撑板往前移动
后移——竖直支撑板往后移动
向内绕圈——旋转箱向内转动
向外绕圈——旋转箱向外转动
上移——伸缩杆伸长
下移——伸缩杆缩短
采用上述的操作方法，就可以将学习桌、LeapMotion手势识别器和使用者形成统一的整体，使用者的手势动作输入到LeapMotion手势识别器，然后通过LeapMotion手势识别器再控制学习桌，实现了体感手势控制方法来调节学习桌。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种基于体感技术的智能学习桌，包括桌体(1)和底座(2)，其特征在于：
所述桌体(1)上设有中心控制装置(3)以及与中心控制装置(3)的信号输入端连接的手势识别装置(4)；
所述底座(2)为具有上下升降调节、前后移动调节、前后翻转调节功能的底座(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述中心控制装置(3)为AVR主控制板。
3.根据权利要求1所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述手势识别装置(4)为Leapmotion手势识别器。
4.根据权利要求3所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述中心控制装置(3)内置有三维手势库(5)，所述三维手势库(5)内包括：前移、后移、向内绕圈、向外绕圈、上移和下移。
5.根据权利要求1所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述桌体(1)上还设有显示装置(6)，所述显示装置(6)连接在中心控制装置(3)的信号输出端。
6.根据权利要求5所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述显示装置(6)包括第一显示屏和第二显示屏。
7.根据权利要求1所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述底座(2)包括水平支撑板(21)，以及与水平支撑板(21)垂直活动连接的竖直支撑板(22)，以及通过电动轴(23)与竖直支撑板(22)连接的旋转箱(24)，所述旋转箱(24)顶端设有伸缩杆(25)，所述伸缩杆(25)顶端连接在桌体(1)的下端。
8.根据权利要求7所述的一种基于体感技术的智能学习桌，其特征在于：所述竖直支撑板(22)的下端设有电动滑块(26)，所述水平支撑板(21)上设有滑槽，所述电动滑块(26)嵌在滑槽上实现竖直支撑板(22)与水平支撑板(21)的活动连接；
所述电动滑块(26)连接有第一步进电机(27)，所述电动轴(23)连接有第二步进电机(28)，所述伸缩杆(25)连接有第三步进电机(29)，且所述第一步进电机(27)、第二步进电机(28)和第三步进电机(29)均连接在中心控制装置(3)的信号输出端。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112120396A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-25 | 厦门乐范健康科技有限公司 | 一种基于手势控制的升降桌及控制方法 |
| CN112674463A (zh) * | 2020-07-29 | 2021-04-20 | 乐歌人体工学科技股份有限公司 | 一种升降桌及其控制方法和控制装置 |
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2019
- 2019-11-27 CN CN201911178458.5A patent/CN110859402A/zh not_active Withdrawn
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| CN112120396A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-25 | 厦门乐范健康科技有限公司 | 一种基于手势控制的升降桌及控制方法 |
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