一种用于课堂教学的手动升降学生课桌及课椅的制作方法

本公开涉及一种桌椅，尤其涉及一种用于学校课堂教学的手动升降学生课桌及课椅。

背景技术：

1、此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

2、在学校学习和教学活动中，我们发现：从幼儿园到高中这几个阶段，孩子们的身体发育普遍较快；而且同一个年龄段的不同孩子身体发育速度的差异也很大。因此，不同学段的同一学生和同一学段的不同学生对桌椅的高度要求都不一样。然而，目前学校所使用的课桌椅没有任意升降调节功能，完全不能适应孩子们课堂学习的需要，从而造成孩子们坐姿不正确，给他们的身体发育带来了极大的影响。很多孩子因为长时间弯腰屈背低头，导致含胸驼背(俗称筲箕背)，视力普遍下降。因此很有必要设计一种可升降的课桌椅，使学生们在学校的整个学习过程中，始终有一套适合自己的课桌椅，既利于他们身心健康发展，又便于他们学习时坐姿处于舒适状态。

3、因为电动方案需要在教室的地板上布置电线，或者配置蓄电池，安全隐患极大，且电动升降造价高昂，故学校的课堂教学不宜采用，手动升降的课座椅才适宜。

4、目前实现桌椅手动升降的方式不外乎三种：

5、第一种，是蜗轮蜗杆升降。在专利号为cn201410532841.7的中国专利文件中公开了一种多功能课桌，其桌身升降机构与支撑架和肋板相连，使桌体支撑更加稳固，转动摇柄通过涡轮蜗杆带动丝杆，使得丝杆螺母在丝杆上轴向移动带动丝杆一端的伸缩小管轴向移动，从而达到桌身的升降。由于该结构需要用到涡轮、蜗杆、螺母、(有的是螺母螺杆、伞齿轮)，涡轮蜗杆和伞齿轮造价较高，且涡轮、蜗杆、螺母、伞齿轮等需要精密啮合，否则在使用中容易发生错位而无法正常升降。并且，因为桌体的重力集中在丝杆与螺母的螺纹连接位置，当桌上摆放重物时，升降比较吃力，且螺纹容易压坏。

6、第二种，是气弹簧(或者液压弹簧)升降。在专利号为cn111870025b的中国专利文件中公开了一种手动升降桌，所述手动升降桌，包括底座和底座上设置的手动升降机构，手动升降机构顶部设有桌体。所述手动升降机构包括气弹簧伸缩支杆、滑轮组、拉绳以及固定于桌体底部的手摇收线器，所述气弹簧伸缩支杆的上下两端分别固定连接桌体和底座，所述桌体和底座之间设置所述滑轮组，滑轮组上缠绕有所述拉绳，拉绳一端固定连接桌体，拉绳另一端连接手摇收线器。通过手摇收线器经拉绳、滑轮组去控制气弹簧实现桌体的升降。

7、上述方案手摇锁定装置通过拉绳、滑轮组去控制气弹簧，实现桌体升降，结构复杂。气弹簧结构对气缸强度和充入气缸里的气体质量要求很严，否则气缸密封不好，或者充入劣质气体，非常容易出故障，甚至发生爆炸事故，因此造价更高，安全隐患也更大。

8、这第一、第二两种方案中，还有一个共同的缺点：手摇柄外露。这种桌椅安放在教室里，会妨碍学生课间活动，容易挂扯学生的衣裤，从而导致学生跌倒，具有较大的安全隐患。有的将手柄做成可拆卸装置，不用时拆下来，但容易被学生拿着玩耍打闹，随时都可能砸到人，存在极大的安全隐患。

9、针对上述两种升降机构的缺陷，申请人申请了以下的第三类专利。

10、第三种，是齿轮齿条升降。申请人之前申请的专利号为zl202222515483.1专利名称为“一种升降锁定装置及基于该装置的课桌椅”，就是如此。该手动升降课桌椅包括桌腿，两侧桌腿上的两个升降锁定装置，两个升降锁定装置之间通过传动轴连接，齿条设置于桌腿立柱上，升降锁定装置包括齿条，与齿条啮合的齿轮，齿轮中心固定设置传动轴；轴承的内环固定在传动轴上，主动轮置于锁定盘的外侧，并与传动轴固定连接，在主动轮上设置手摇臂，手摇臂的一端通过手摇臂折叠装置与传动轴的一端连接，手摇臂的另一端设置手柄；主动轮和锁定盘上分别设置可容纳手摇臂的主动轮凹槽和锁定盘凹槽；在锁定盘凹槽上设置有手柄锁孔，当桌椅升降到合适位置时，手摇臂嵌入凹槽内，手柄扣入锁孔中。

11、上述专利可很好的将手摇柄收折起来，且结构简单，便于升降和锁定操作。

12、但申请人发现，该产品在实际使用时，当齿轮齿条升降到某一位置时，一旦停止向手摇装置施力，因为不能立即同步锁定，整个升降装置会迅速向下滑落，从而使升降操作失败。

13、事实上，蜗轮蜗杆升降或是气弹簧(或者液压弹簧)也存在类似的缺陷。由于整个桌体及其荷载都是由其下的升降机构承受，加之学生课桌大多会堆很多书籍，在升降机构的手摇臂停止转动到锁定的这个时间段内，一旦放松对手摇臂的施力，因为重力的原因，升降机构很容易产生反向下滑，进而使升降操作失败，甚至可能损坏升降机构部件。

14、以蜗轮蜗杆的多功能课桌为例，当停止升降并松开手摇器后，由于桌面的重力必然会使桌面带动蜗杆下滑。并且由于其升降机构的传动比受限制，只能通过加长或缩短手摇臂改变扭矩来实现，而且手摇臂和传动轴转动的方向与涡轮蜗杆转动的方向相互垂直，需要伞齿轮改变转动方向，增加了故障率。另外，由于都是由螺母螺杆承重和锁定，如果螺母螺杆的材质强度不够，螺纹就容易损坏，从而导致整个机构都无法正常运行。

15、而像采用气弹簧升降的手动升降桌，虽然承受力强，但对制造工艺和材料要求很高，否则密封不好，造成升降失灵。并且其控制系统复杂，所用配件多，需要齿轮组，滑轮组、拉绳、气弹簧。操作环节中，需多次推拉手摇臂换挡，过程繁琐，也会增加故障率。虽然手动升降桌的专利申请人有采用扭簧(包括第一扭簧和第二扭簧)来维持开关控制档位轮的位置，使开关控制档位轮开启阀门开关的时候阀门开关不会在刹车线装置弹簧的作用下自动关闭，同时气弹簧伸缩支杆的伸缩杆不会在内部高压气压或弹簧作用下突然的弹高，希望以此防止反向下滑，以便之后的锁定操作的便捷。但因为其采用的气弹簧升降的缘故，上述扭簧仅能通过阀门开关来间接防止下方的升降机构，无法直接对升降机构进行自锁控制，一旦气弹簧密封不好，是无法通过扭簧和阀门开关来实现对升降机构的自锁操作的，同样会造成升降操作失败。另外，由于为学生课桌，其较大的重力也会给气弹簧带来较大的负荷，容易导致其损坏(类似螺母螺杆承重过大而损坏)，进而使升降操作失败。

16、综上所述，因为学生桌椅负荷较大，为了提高手动升降课桌椅的成功率，在摇动至课桌椅所需高度后，不仅要保持对摇动装置的施力，还要控制锁定机构将其进行锁定。而在需要进行升降时，打开锁定机构前则又需要预先对摇动装置施力，不然又会因为课桌重量导致升降机构提前向下滑动，很容易导致操作人员受伤。由于上述原因，导致升降操作难度大，失误率高，还容易因升降操作失败而损坏升降机构的部件，甚至造成人员受伤。

17、当然，可加设额外的自锁机构(如单向转动齿轮、棘爪等)来进行自锁，以避免下滑。但一来，会导致该升降课桌的结构复杂，成本高；二来，在进行升降操作前仍需要单独打开该机构，才能进行后续的升降操作，操作也比较麻烦。

18、除此以外，现有技术中的涡轮、蜗杆、长螺杆、螺母、伞齿轮、气弹簧、齿轮组造价较高，且维修不太方便。这也是待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。

2、一种用于课堂教学的手动升降学生课桌，包括：

3、桌腿，包括中空的桌腿套管；

4、传动机构，包括主动轮、驱动臂、传动轴和与所述桌腿套管数量一致的收线轮；所述驱动臂包括第一驱动臂和第二驱动臂，构成有缺口的圆筒，其一侧面与所述主动轮的第一侧面连接；所述收线轮套设在所述传动轴上，与之固定连接；靠近所述主动轮的收线轮设有伸入所述驱动臂的缺口的扭簧锁舌；

5、手摇锁定机构，包括锁定盘、手摇器和双向扭簧阻尼自锁装置；所述锁定盘设有供所述主动轮和驱动臂装入的空腔；所述手摇器的一端与所述主动轮的第二侧面铰接，以带动所述主动轮旋转；所述手摇器的另一端能够与所述锁定盘可拆卸连接，以对所述主动轮进行锁定；所述双向扭簧阻尼自锁装置，为设于所述锁定盘和驱动臂之间的扭簧腔内的扭簧；所述扭簧的两端分别设有第一扭簧钩和第二扭簧钩，与所述驱动臂的第一驱动臂和第二驱动臂的位置相对应；

6、升降机构，包括与所述桌腿套管数量一致的升降活动桌腿和滑轮组件；所述升降活动桌腿套接于所述中空的桌腿套管内，其上端设有供所述传动轴和扭簧锁舌穿过的圆孔c，并在该上端外侧的相应位置与所述锁定盘固接；所述升降活动桌腿的顶端用于与桌面连接；所述滑轮组件的拉绳缠绕在所述收线轮上，能够通过所述收线轮的转动带动所述升降活动桌腿相对于所述桌腿套管上下移动。

7、可选的，所述升降活动桌腿的底端设有一固定横梁b，中部设有长条孔；所述滑轮组件包括动滑轮，套设于所述固定横梁b上；所述拉绳的第一端固设于所述桌腿套管的顶端，第二端绕过所述动滑轮后与所述收线轮连接。

8、进一步的，所述滑轮组件还包括定滑轮和辅助滑轮；所述桌腿套管位于所述长条孔内的上端设有固定横梁a，所述定滑轮套设于所述固定横梁a上；所述辅助滑轮套设于所述固定横梁b上；所述拉绳的第二端按顺序绕过所述动滑轮、定滑轮和辅助滑轮后，与所述收线轮连接。

9、进一步的，所述动滑轮和辅助滑轮与所述固定横梁b通过轴承连接；所述定滑轮与所述固定横梁a通过轴承连接。

10、可选的，所述手摇器包括手摇臂和手柄；所述手摇臂的一端与所述主动轮的第二侧面铰接，另一端与所述手柄连接；所述锁定盘设有多个锁定盘凹槽和位于锁定盘凹槽内的手柄锁孔，所述主动轮设有一个与所述锁定盘凹槽宽度适配的主动轮凹槽，方向与所述手摇臂的铰接方向一致；所述手摇臂能够折叠嵌入主动轮凹槽和锁定盘凹槽内，并使所述手柄扣入所述手柄锁孔内。

11、进一步的，所述锁定盘为圆柱形圆盘，其供所述主动轮和驱动臂装入的空腔为t型圆柱体空腔；所述t型圆柱体空腔的直径小的部分用以容纳所述驱动臂和扭簧，直径大的部分用以容纳主动轮；所述扭簧的直径与所述扭簧腔的直径相当；所述锁定盘的表面设有从圆心向八个方向呈放射状均匀分布的锁定盘凹槽。

12、进一步的，所述手柄能够向内偏转一定角度。

13、可选的，所述传动轴通过第一轴承与所述升降活动桌腿连接；所述驱动臂的中心设有通孔，所述传动轴穿过所述通孔，通过第二轴承与所述主动轮的内壁连接。

14、进一步的，所述第一驱动臂和第二驱动臂所构成的驱动臂，与所述主动轮一体成型；所述驱动臂的缺口占所述驱动臂四分之一的大小。

15、优选，所述拉绳为钢丝绳；所述桌腿还包括设于所述桌腿套管下端的桌子底座；所述桌面还包括设于其下的抽屉。

16、一种用于课堂教学的手动升降学生课椅，包括所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌的结构；所述升降活动桌腿的顶端用于与课椅的椅面连接。

17、本发明具有如下有益效果：

18、1.本技术将主动轮、驱动臂、收线轮、扭簧与升降机构相配合，利用驱动臂的两端、扭簧的两个扭簧钩来与收线轮上的扭簧锁舌配合，利用扭簧的摩擦阻力来对扭簧锁舌进行控制，并通过收线轮和传动轴来实现对升降机构的自锁与解锁；同时利用主动轮和驱动臂的转动来带动升降机构，以实现课桌椅的升降，使得升降操作流程得到了极大的简化；并且还相应对升降机构进行了改进，使升降所需的施力及扭簧自锁所承受的负荷大幅减小，大大降低了故障发生的几率，进一步提高了升降操作的成功率。本技术无需增加额外的自锁机构，仅需摇动和锁定(或解锁)手摇器即可实现升降及锁定，不仅大幅降低了操作升降机构的难度，还使得升降更稳定、顺畅省力，同时也减少了故障发生的几率。

19、2.本技术可根据桌体承重的需要，通过两种方式达到省力的目的。一是增减定、动滑轮的个数，从而增减钢丝绳的股数；二是增大或缩小锁定盘的直径，从而加长或缩短手摇臂，改变扭矩。这两种方式都可以使所施加的力直接作用于传动轴和收线轮，从而实现钢丝绳滑轮组的上下运行，无需任何转换装置。升降到合适位置时，只需将手摇臂折叠，把手柄扣入锁孔即可，极不容易产生故障。

20、3.承受力强，锁定牢固。本技术整个桌体及其荷载都是由桌子底座、桌腿套管及其顶端的横梁、钢丝绳、传动轴等直接承受。扭簧双向阻尼自锁装置和手摇臂锁定盘固锁装置，都是直接作用于收线轮传动轴，结构科学合理，锁定稳固，不易如现有的设备容易升降失灵甚至损坏。

21、4.升降锁定结构隐蔽，无旁逸斜出，整套课桌椅外观整洁、干净利落，安全性极好。本技术中的收线轮和钢丝绳滑轮组，这几个配件全部设置于升降活动桌腿内部。扭簧自锁装置和手摇臂锁定盘固锁装置设置于一个直径80㎜至120㎜、厚度20㎜的镂空圆盘内。而且这个圆盘完全可以嵌入课桌椅一侧的肋板内。相较于现有的手摇升降课桌，大大降低了安全隐患。

22、5.造价低廉，实用性强。本技术所用滑轮组、钢丝绳、传动轴、扭簧等价格便宜，收线轮、锁定盘、手摇臂、手柄可采用压铸工艺一次成型，大批量生产，造价极低。

23、6.维修更换方便，减少浪费，节约资源。本技术的产品，使用寿命长，拆卸组装简单，特制部件也可生产成标准的零配件销售，便于维修更换，重复使用。

技术特征：

1.一种用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述升降活动桌腿(3)的底端设有一固定横梁b，中部设有长条孔(4)；所述滑轮组件包括动滑轮(7)，套设于所述固定横梁b上；所述拉绳(5)的第一端固设于所述桌腿套管(2)的顶端，第二端绕过所述动滑轮(7)后与所述收线轮(10)连接；所述升降活动桌腿(3)的顶端用于与桌面(22)连接。

3.根据权利要求2所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述滑轮组件还包括定滑轮(6)和辅助滑轮；所述桌腿套管(2)位于所述长条孔(4)内的上端设有固定横梁a，所述定滑轮(6)套设于所述固定横梁a上；所述辅助滑轮套设于所述固定横梁b上；所述拉绳(5)的第二端按顺序绕过所述动滑轮(7)、定滑轮(6)和辅助滑轮后，与所述收线轮(10)连接。

4.根据权利要求3所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述动滑轮(7)和辅助滑轮与所述固定横梁b通过轴承连接；所述定滑轮(6)与所述固定横梁a通过轴承连接。

5.根据权利要求1所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述手摇器包括手摇臂(16)和手柄(17)；所述手摇臂(16)的一端与所述主动轮(15)的第二侧面铰接，另一端与所述手柄(17)连接；所述锁定盘(11)设有多个锁定盘凹槽(19)和位于锁定盘凹槽(19)内的手柄锁孔(20)，所述主动轮(15)设有一个与所述锁定盘凹槽(19)宽度适配的主动轮凹槽(18)，方向与所述手摇臂(16)的铰接方向一致；所述手摇臂(16)能够折叠嵌入主动轮凹槽(18)和锁定盘凹槽(19)内，并使所述手柄(17)扣入所述手柄锁孔(20)内。

6.根据权利要求1或5所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述锁定盘(11)为圆柱形圆盘，其供所述主动轮(15)和驱动臂装入的空腔为t型圆柱体空腔；所述t型圆柱体空腔的直径小的部分用以容纳所述驱动臂和扭簧(13)，直径大的部分用以容纳主动轮(15)；所述扭簧(13)的直径与所述扭簧腔(12)的直径相当；所述锁定盘(11)的表面设有从圆心向八个方向呈放射状均匀分布的锁定盘凹槽(19)。

7.根据权利要求1或5所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述手柄(17)能够向内偏转一定角度。

8.根据权利要求1所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述传动轴(9)通过第一轴承(8)与所述升降活动桌腿(3)连接；所述驱动臂的中心设有通孔，所述传动轴(9)穿过所述通孔，通过第二轴承(14)与所述主动轮(15)的内壁连接。

9.根据权利要求1所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌，其特征在于，所述第一驱动臂(15-1)和第二驱动臂(15-2)所构成的驱动臂，与所述主动轮(15)一体成型；所述驱动臂的缺口占所述驱动臂四分之一的大小。

10.一种用于课堂教学的手动升降学生课椅，其特征在于，包括权利要求1到9任一项所述的用于课堂教学的手动升降学生课桌的结构；所述升降活动桌腿(3)的顶端用于与课椅的椅面连接。

技术总结
本发明公开了一种用于课堂教学的手动升降学生课桌及课椅，包括中空的桌腿套管、传动机构、手摇锁定机构和升降机构；升降机构包括升降活动桌腿和滑轮组件；传动机构包括主动轮、带缺口的驱动臂、传动轴和收线轮，收线轮上设有扭簧锁舌；手摇锁定机构包括锁定盘、手摇臂、手柄和设于锁定盘的扭簧腔内的扭簧；驱动臂的两端与扭簧两端的扭簧钩相适配，扭簧锁舌位于驱动臂的缺口处。本发明在升降时通过扭簧锁舌带动升降机构，停止转动时可依靠扭簧对扭簧锁舌的限制实现自锁，在不增加额外自锁机构的基础上，仅需摇动和锁定手摇器即可实现升降及锁定，不仅大幅降低了操作升降机构的难度，还使得升降更稳定，同时也减少了故障发生的几率。

技术研发人员：王艺樵,罗钺淳,罗昭琼,王祥贵
受保护的技术使用者：王艺樵
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23