技术领域
[0001] 本发明涉及中小学教室用品,即一种可升降讲桌。
相关背景技术
[0002] 在中国普通中小学,一个教室内的学生课桌、座凳通常都是统一规格的,为不阻挡后排学生视线,座位排列的惯例是较矮的学生坐在前排,从而利于所有学生正常阅读黑板教学内容及信息化教学条件下的电子白板等呈现的图文内容。
[0003] 目前,中国国家标准(学校课桌椅功能尺寸,GB/T 3976-2002)下的中小学生课桌高度为490‑760cm,在普通中小学5‑9年级实际广泛使用的学生课桌高度一般为68‑72cm。为不使学生座位整体远离教学黑板,教室中最前排课桌前缘水平距离黑板一般不大于2m,此距离数值仍基本符合国家标准要求。
[0004] 在普通中小学教室,全水平桌面的讲桌高度一般为82‑85cm、配置教学计算机的讲桌高度一般为90‑92cm。教室黑板中段下方附近地面一般还建有(或置放有可移动的)“讲台”,该讲台高度一般为18‑22cm,适合师生一步跨上,讲桌立于讲台中部的前侧位置、讲台上授课的教师常在黑板前走动。在每一教室,具体课程的授课教师身高预先并不确定,但即使某教师身材较矮,其站在讲台上仍可方便地观察全体学生学习情况。
[0005] 讲台上的讲桌高度明显大于座位上学生的眼视高度,更远大于学生课桌高度,如此设置的根本原因是基于服务教师站立讲课与学生坐立学习的应用差别。由于相对较高讲桌的近距离存在,坐于班级前排的身材较矮的这一部分学生对黑板(包括信息化教学条件下的显示板面——如电子白板)下部版面内容出现视读障碍,直接影响学习情绪和学习成效。上述现象在1‑9年级中普遍存在,尤其在较低年级中,存在上述视读障碍的学生多者可达到班级人数的25%左右。但目前学校并不会因此为班级购置较矮讲桌(据了解目前市场并无非传统高度讲桌的批量供应)。
[0006] 针对上述问题,现实中有将学生课桌、座凳设计成高度可调结构,但后排座位学生可能因前排学生座凳调高而新增产生对黑板图文内容的视读障碍,可见在教室学生群体中个别或部分学生座凳的调高,只是问题的转移而不是问题的实质解决,或者说调高学生座凳不是上述解决问题的最佳思路。
[0007] 在教室教学过程的特定应用场景下,由于涉及讲桌升降的操控方式(应极简)、应用时效(应极短)、运行噪音(应无噪)、人身安全(应无忧),以及产品必然涉及的成本水准、安装难度、维护方式、外观视觉等诸多因素的考量,现有升降设计技术的应用效果均不够理想,或者说没有全面合适者。
具体实施方式
[0036] 实施例。参见图1a、图1c、图1e:本设计可升降讲桌,包括桌主体(11)和内立围(12),桌主体近于黑板的侧立面为可开闭的外门(1121),外门与其它侧立面合成桌主体的上围板(112),内立围(12)处于上围板(112)的内侧,内立围(12)内侧的角钢(122)固定于讲台地面,薄钢板轧制的内立围(12)固定连接角钢(122),显然角钢(122)保证了内立围(12)的稳定定位。
[0037] 参见图1e和图5d:内立围(12)近于黑板一侧上下位置设有相对扣的跑道(123),左右两扇移门(121)位于上、下跑道(123)之间(图1e中上顶跑道(123)的大半已省略)。
[0038] 参见图1a:当本设计讲桌处于传统高度状态,其外周由上围板(112)和内立围(12)在上下方向上拼合而成。参见图1c:当本设计讲桌处于降高后的稳定工作状态,其外周仍然由上围板(112)和内立围(12)在上下方向上拼合而成,只是上围板(112)已自上而下遮蔽了内立围(12)的大部分高度。
[0039] 参见图1b、图1d,并对照图1a、图1c:气动撑杆(2)主要包括压力缸(21)和活塞杆(22)等,其最大高度和最小高度状态分别如图1b、图1d所示,这对于其上顶所承托的桌主体(11)升降而言实际即是一种极限限位。气动撑杆(2)在[‑35°,+60°]的温度环境下可正常使用;在受压情形下,气动撑杆(2)维持举力始终不变,且其反弹力以缓释方式输出;这些性能特征均适合为教室环境下的讲桌升降所借用。显然,操作者手按桌面(111)压力仅需大于气动撑杆(2)升力与桌主体(11)重量的差值,桌主体(11)即行下降。
[0040] 参见图2a‑b及图2c‑d::主动杆(5)、气动撑杆(2)、悬直杆(32)的上端及转板(61)与合页(62)联合体中的水平页(622)均通过与顶板(31)的连接进而实现与水平桌面(111)底侧的连接,主动杆(5)的竖直段、气动撑杆(2)的轴线、悬直杆(32)的中心线、转板(61)的竖直段均垂直于水平桌面(111)。气动撑杆(2)和直立管(34)均垂直于地面,它们的下端均借助与地板块(35)的连接进而实现在讲台地面的固定。其中特别地:气动撑杆(2)上、下端均通过螺钉连接于顶板(31)、地板块(35)。
[0041] 在图5a‑c中,各顶板(31)实际固定连接于桌主体水平桌面(111)的底侧,为相关说明的便利,图中省略桌主体(11)。
[0042] 参见图5a并比对图2a‑b:在桌面非中心的数个离散点位(例如图5a中为3处),悬直杆(32)垂直固定于顶板(31),悬直杆(32)下端插接固定有导引头(33),上推各直立管(34)使之套合对应的导引头(33)(即直立管(34)内壁贴合导引头(33)外周),并更多地与悬直杆(32)叠合(此状态应得到临时性稳定,如胶带上下端分别粘贴于悬直杆(32)和直立管(34))。在产品安装过程中,水平地抬起桌主体(11)(即图5a中的各顶板(31)、连接各顶板的带板(8)、各顶板(31)下侧附有的各悬直杆(32)、导引头(33)、与导引头临时套合的直立管(34)整体被抬起),后令桌面重心(中心)点下方的导引头(33)首先装入对应的中心位置直立管(34),获得图5b所示状态。此后(撤除直立管(34)相对悬直杆(32)的临时性固定,例如撕去胶带)允许非中心点位置的其它各直立管(34)自由坠落(实际仍受其内壁贴合的悬直杆(32)下端固定的导引头(33)制约),直立管(34)下端固定的底板(341)将大致叠合于对应的地板块(35)之上,产品安装人员可在底板(341)与地板块(35)之间全面积地铺敷强力胶粘剂,实现底板(341)与地板块(35)之间的可靠固定,则整体构造状态已变换至图5c。
[0043] 水平桌面(111)薄板本身显然强度不足,在图5a‑c中,借助于中心处的顶板(31)及其它处顶板(31)的设置,借助带板(8)将各顶板(31)一体化的连接,有助于产品升降控制系统的精准合格组装,有助于各顶板(31)之间的相对精确定位,有助于桌主体(11)在升降中更加耐受教师的手按操作,有利于产品在客户现场的整体快速安装。
[0044] 图5d是俯视的升降控制系统及各垂直升降保障机构相对于上围板(112)、内立围(12)的一种位置分布示意图,从中可见还适合在④号位置增添1套垂直升降保障机构,图中左上角桌面可以为置放教学计算机显示屏而洞开。在图5d中,可以看到①—④位置的垂直升降保障机构与角钢(122)的相对位置关系(角钢的直接作用是在讲台地面固定内立围(12)),还可以看到双开的外门(1121)、内侧的左右移门(121)、跑道(123)三者之间的相对位置关系。
[0045] 对照图2b及图2c、图2d:本设计讲桌的升降控制系统包括顶板(31)、主动杆(5)、气动撑杆(2)、转板(61)与合页(62)的联合体,包括悬直杆(32)及其下端固定的导引头(33),包括导引头(33)始终位于其内的直立管(34),及直立管(34)下端固定的地板块(35),包括在直立管(34)上端外侧相邻面分别固定的扣罩(41)和音筒(7)(音筒可以是一段不锈钢管),其中栓件(43)为特形构造,其一个段落位于扣罩(41)和直立管(34)之间,卧式弹簧(42)(以下简称卧簧)的两端分别固定于扣罩端板(411)及栓件中板(434)。
[0046] 与主动杆(5)对应的栓件一端为特形环(432)、与转板(61)对应的栓件一端为舌坡(433)。显然,由于扣罩(41)在直立管(34)外侧的固定,栓件(43)仅可以作左右水平位移,此位移将对应地压缩卧簧(42)或拉伸卧簧(42)。
[0047] 由于直立管(34)(借助地板块(35))垂直固定于讲台地面,导引头(33)始终位于直立管(34)内,导引头(33)的四侧立面近乎贴合直立管(34)内壁,而导引头(33)被上方的悬直杆(32)紧插接,悬直杆(32)(借助顶板(31))垂直连接于水平桌面(111),所以水平桌面(111)、桌面底侧固定的顶板(31)、顶板(31)下侧垂直固定的主动杆(5)、气动撑杆(2)、悬直杆(32)、转板(61),仅可以跟随导引头(33)作上下垂直升降运动,且显然,升降进程中的桌主体(11)不旋转、不倾斜、始终正态。
[0048] 在转板(61)与合页(62)的联合体中,水平页(622)固定连接于顶板(31),无升降时转板(61)与顶板(31)垂直(可以借助转板(61)上沿抵于顶板(31)获得,参见图2n的右上角局部),在桌主体(11)升降过程中,转板(61)与顶板(31)夹角时而小于90°(考虑到制造和装配误差,图2n中的水平页与旋转页(621)的允许值范围可以是[90°,92°],如此并不妨碍桌主体(11)升降应用操作)。
[0049] 依附图说明:图2n、图3e‑h、图4e‑h均是所谓的“简化示意图”,在此“简化示意”的含义是:略去一部分件(如仅在图2n中保留离开原位的气动撑杆(2),悬直杆(32)、导引头(33)、直立管(34)等不直接表现数据关系的无关者均被隐去)以简化原本过多叠合的线条;仅保留栓件(轮廓)(43)、卧簧(42)、扣罩(41)、主动杆(5)、转板(61)及顶板(31)的平面视图,对留下的结构件的少量被遮蔽线也不做虚化处理,目的在于更便于理解对应结构数据关系的实质。
[0050] 图3a‑d是立体直观图,图3e‑h是平面图,且是对应于图3a‑d的升降控制系统中数据关系的简化示意图,逐图比对图3a‑d及图3e‑h(注意图3a‑d视角和图3e‑h视角的相对性)如下:
[0051] ①图3a与图3e的比对及解读(注意图2b向图3a的转变,相同机构自图2n向图3e的转变):
[0052] ●当操作者手按压桌面(111),压力传导至桌主体重心下方(桌面底侧)固定的顶板(31)(具体即为气动撑杆(2)上顶点位置);
[0053] ●(受各处悬直杆(32)、导引头(33)、直立管(34)合成的桌主体垂直升降保障机构的强制性引导,各导引头(33)均贴合直立管(34)内壁垂直下降)顶板(31)连带主动杆(5)、转板(61)垂直下降,直至主动杆下端平指(51)段一侧抵贴栓件特形环(432)的外上侧面;
[0054] ●较上述主动杆(5)抵贴栓件特形环(432)外上侧面稍早的是:转板(61)已先行触及栓件舌坡(433),随着主动杆(5)抵贴栓件特形环(432)前夕的继续下降,因转板(61)下端不足以推动相对坚挺的双卧簧(42)支持的栓件(43)左移,从而自身被迫微右旋(约1.5°)。
[0055] ●扣罩(41)与栓件基板(431)之间的、两端分别固定于扣罩端板(411)和栓件中板(434)的2支卧簧(42)仍处于静态(无压缩无拉伸)。
[0056] ②图3b与图3f的比对及解读(注意自图3e向图3f的转变):
[0057] ●操作者手按压桌面(111)尚在继续中:主动杆平指(51)段继续沿栓件特形环(432)外上侧面下滑(实际是受主动杆平指(51)推压,栓件(43)作右向水平位移);
[0058] ●水平右移的栓件舌坡(433)推动转板(61)继续右上旋(如共右旋约21°),此时栓件舌坡(433)已完全落入转板立口()在垂直立面的投影内,即(随着顶板(31)的持续下降)转板底杠(612)已明显位于栓件(43)下底面的下方(此状态仅瞬间存在且即将变化);
[0059] ●至此,扣罩(41)与栓件基板(431)之间的、两端分别固定于扣罩端板(411)和栓件中板(434)的2支卧簧(42)已被最大幅度压缩(长度约为静态时的4/9)。
[0060] 为清楚显示卧簧(42)被压缩的位置和状态,图3b中的扣罩(41)被剖切,仅留余较小段落以示意。
[0061] ③图3c与图3g的比对及解读(注意自图3f向图3g的转变):
[0062] ●此前转板(61)右旋压缩着合页(62)自携有的扭簧(63),现由于无任何阻拦,扭簧(63)释放的反弹力推动转板(61)迅速左旋,转板立口(611)套合栓件舌坡(433)段;
[0063] ●迅疾左旋的转板撞击音筒(7)(特别参见及比对图3b和图3c),操作者听见音筒(7)发出的微小单音,即撤除对桌面(111)的按压;
[0064] ●此时,扣罩(41)与栓件基板(431)之间的、两端分别固定于扣罩端板(411)和栓件中板(434)的2支卧簧(42)被压缩的情形同上。
[0065] ④图3d与图3h的比对及解读(注意自图3g向图3h的转变):
[0066] ●操作者已撤除对桌面(111)的按压,由于气动撑杆(2)恒定升力大于桌主体(11)重力,气动撑杆(2)推动桌主体(11)直线上升(短程),直至转板(61)下端底杠(612)被栓件(43)下底侧所扣压,此时的机构自锁定——桌主体(11)达成降高后的再次稳定工作状态;
[0067] ●此时,扣罩(41)与栓件基板(431)之间的、两端分别固定于扣罩端板(411)和栓件中板(434)的2支卧簧(42)仍被压缩(长度约为静态时的7/9)。
[0068] 如欲撤销桌主体(11)降高后的工作状态,其撤销过程参见图4a‑d的立体直观图,及对应于图4a‑d的升降控制系统中数据关系的简化示意图4e‑h(注意图4a‑d视角和图4e‑h视角的相对性):
[0069] ⑤图4a与图4e的比对及解读(注意自图3d向图4a的转变):
[0070] ●操作者手再次按压桌面(111)重心所在,压力直接传导至(桌面底侧)固定的顶板(31)(具体为气动撑杆(2)的上顶点位置);固定于顶板(31)的主动杆(5)、转板(61)、顶板(31)垂直下降,直至:主动杆(5)下端平指(51)段完全位于栓件特形环(432)下方(如距离特形环(432)的最下线位间隔1cm);转板(61)保持空间直立状态,立口(611)上沿仍位于栓件(43)上侧之上;气动撑杆(2)的活塞杆(22)恰被完全压入压力缸(21)无可再降;
[0071] ●操作者手感降无可降时,随即撤销对水平桌面(111)的按压(此时的机构状态不能自稳定且即将发生变化);
[0072] ●此时扣罩(41)与栓件基板(431)之间的、两端分别固定于扣罩端板(411)和栓件中板(434)的2支卧簧(42)已被最大幅度压缩(其长度约为静态时的4/9);
[0073] (注:为显示卧簧(42)被压缩的位置和状态,图4a中的扣罩(41)被剖切,仅留余较小段落以示意。)
[0074] ⑥图4b与图4f的比对及解读(注意自图4a向图4b的转变):
[0075] ●主动杆平指(51)段对栓件特形环(432)的侧向压力消失,被最大限度压缩的2支卧簧(42)释放反弹力,推动栓件(43)向左平移(见图4f),直至卧簧(42)回归初始静态长度;
[0076] ●与上同时,升力恒定存在的气动撑杆(2)推动桌主体(11)直线上升,直至主动杆平指(51)段自下而上触贴栓件特形环(432)的内下侧斜面(此状态仅瞬间存在且即将变化);
[0077] ●此时栓件舌坡(433)段仍处于转板立口(611)中(即机构仍未被真正解锁);
[0078] ⑦图4c与图4g的比对及解读(注意自图4b向图4c的转变):
[0079] ●升力恒定存在的气动撑杆(2)继续推动桌主体(11)直线上升;
[0080] ●主动杆(5)随顶板(31)上升,即平指(51)段持续触贴并推抵着特形环(432)内下侧,直至平指(51)段完全位于栓件特形环(432)的上方;
[0081] ●与上同时,上升中的主动杆平指(51)推动(一段被含于扣罩(41)与直立管(34)之间的)栓件(43)向左平移(见图4f);
[0082] ●栓件(43)的上述平移使栓件舌坡(433)段完全脱离对转板立口(611)下沿的阻挡;
[0083] ●上述过程中2支卧簧()被迫拉伸至最大长度(该长度约为初始静态长度的11/9);
[0084] ⑧图4d与图4h的比对及解读(注意自图4c向图4d的转变):
[0085] ●(见图4g)主动杆平指(51)对栓件特形环(432)的推力再次消失,被迫拉伸的2只卧簧释放反弹力,推动栓件(43)向右平移及回归初始静态(对比图4g和图4f);
[0086] ●与上同时,转板立口(611)下沿已不存在栓件舌坡(433)段的扣压,升力恒定存在的气动撑杆(2)继续推动顶板(31)、即推动固定于顶板(31)下方的主动杆(5)和转板(61)等直线上升,即推动桌主体(11)直线上升,直至重回传统高度的稳定工作状态(此时气动撑杆(2)已达到最大高度,其升力归零)。
[0087] 至此,本设计升降讲桌完成了两次稳定工作状态间的转换,即一个完整应用周期的循环。
[0088] 下面继续说明本设计:
[0089] 1、参见图2l:中钉(435)是普通螺钉,与栓件基板(431)螺孔旋接(并加胶固定预防回旋退丝),其是栓件局部构造“中板(434)”的替代,使得栓件(43)成型及组装得以大幅简便。
[0090] 2、值得强调的是:卧簧(42)的一端固定于扣罩端板(411),而扣罩(41)固定于直立管上端侧面,所以卧簧(42)的该端在桌主体升降全过程中是固定不动的。而卧簧(42)的另一端固定于栓件中板(434)或中钉(435),栓件(43)始终有一段被扣合于直立管侧面与扣罩(41)之间,而在主动杆平指(51)段的直接作用下,栓件(43)不时左向或右向平移,即卧簧(42)固定于栓件(43)中部的一端是随栓件(43)平移有伸缩,从而产生卧簧(42)被较大幅度地压缩或较小幅度的拉伸,但这些压缩或拉伸均在卧簧(42)的弹性限度内。
[0091] 3、参见图2e:扣罩(41)内部中位设有间条(412),其对两侧的卧簧(42)起隔离作用,预防拉伸和压缩中的两支卧簧(42)发生纠缠。
[0092] 4、参见图2m及比对图2j中的扭簧(63):待装配的初始静态扭簧应如图2m所示,在装配中应如图2m中箭头所示单头加扭90°,以期在转板(61)旋转中以适度力量撞击音筒(7)发出恰当大小的声讯号。
[0093] 5、依据水平桌面(111)底侧气动撑杆(2)顶端附近的结构状况,建议操作者日常仅用单手直接按压气动撑杆(2)上顶处所在桌面位置(正式产品中印刷图形或符号以标记)。
[0094] 6、本设计仍允许内立围(12)位于上围板(112)的外周,在桌主体(11)的升降过程中,内立围(12)与上围板(112)在高度方向上仍然组成完整、简洁的讲桌外周立面。
[0095] 7、本设计中的气动撑杆(2)是在密闭的压力缸(21)内充入惰性气体,若以合适的油体或油气混合物充入密闭的压力缸(21),即以液压撑杆或油气混合撑杆替代气动撑杆,其使用效果与上述实施例类同。
[0096] 8、相对于气动撑杆(2)在其它领域的应用,教室授课中本设计讲桌的升降可能相对频繁,即大多数课堂可能均需要1‑2次升降,本设计仍便于上下端以螺钉固定连接的气动撑杆(2)在必要时的单独更换。