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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:宸曜--灵犀悬浮桌
学校名称:石家庄学院
参赛队伍:立方体工坊队
队伍编号:228383
参赛学生:韩佳轩 贾向阳 尚钊怡  
指导老师:罗静 刘伟莲  
投票日期:2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

宸曜--灵犀悬浮桌

传统办公桌功能单一,仅提供基本的桌面和储物空间,无法满足现代办公对智能化、个性化和人体工程学的需求,为了克服传统办公桌的弊端,我们设计了这款智能办公桌来实现现代化办公。

传统办公桌对于桌面的利用不足,为了克服这一弊端,我们对桌面进行划分,分为办公区、充电区、等部分,充分利用桌面的空间,进行细化利用;同时增加人工智能,语言控制,实现与智能设备的无缝衔接,实现自动化控制;并通过增加液压系统来调节桌子,来满足不同受众的需求。我们的智能办公桌由以下几个核心部分组成:桌面系统采用中空双层L型结构,内部可布线,同时集成触控屏来方便客户使用;支撑系统采用复合型升降杆来提供支撑同时实现高度调节;智能核心包括控制模块单片机、语言识别系统、传感器等识别设备;同时设计了感知抽屉柜来分类存放物品;桌腿处安装了液压系统来调节桌子,使其成为一个完整闭环。

智能桌的主要功能有:通过智能桌的液压系统可以帮助使用客户根据自身身高和坐姿习惯进行调节;同时借助各类传感器,语言识别系统和触摸屏的组合实现高效办公,了解环境条件;然后整合了显示屏、键盘、鼠标、扫描摄像头、数据接口等,形成一体化工作站;抽屉柜配备了生物数据识别,保障个人物品与工作材料安全;并通过连接智联网实现远程办公。

我们的智能办公桌的设计核心是以用户为中心,通过集成机械、电子、传感器和软件技术,实现从“静态家具”到“动态工作伙伴”的转变。设计时我们运用人机工程学原理来适应人的生理结构,实现人性化服务,例如:桌子的圆角设计,调节功能等;同时借助智联网与数据交互实现手机与办公桌的相互合作;为了简化系统的同时保障原有功能,我们将复杂系统分解为多个功能独立的模块,各模块通过标准接口与核心控制器相连,从而便于后续生产和升级维修;系统通过各类传感器(如红外/超声波测距传感器用于坐姿检测,光敏电阻用于环境光感知,人体红外传感器用于存在检测)持续感知用户状态和环境变化。控制单元(通常是单片机,如STM32或STC89C5145)对输入信号进行分析,并依据预设算法驱动执行器(如电机、LED灯、电磁锁)作出响应,形成一个完整的感知-决策-执行闭环。

液压系统基于帕斯卡原理进行工作。该原理指出:在密闭容器内,施加于静止液体上的压力,将以等值同时传递到液体的所有方向。你可以把它想象成一个充满液力的杠杆系统。

 

· 基本原理阐述:如液压千斤顶所示,它通过手动液压泵(小油缸、小活塞及单向阀构成)将机械能(扳动手柄的力)转换为液体的压力能。当压下杠杆手柄,小活塞下移挤压油液,单向阀确保油液只能单向流入举升液压缸(大油缸)。由于液体不可压缩,压力通过油液传递至大活塞,从而顶起重物。这个过程实现了压力和力的放大:在小活塞上施加一个较小的力,可以在大活塞上产生一个较大的举升力,因为压力(单位面积上的力)在密闭系统中相等(P1=P2),而大活塞有更大的面积(F2 = F1 × (A2/A1))。

· 压力产生的本质:液压系统中压力的产生,其根本原因是油液受到挤压。若油液受挤压的程度加剧,则压力上升;若挤压程度减轻,则压力下降。系统的工作压力最终取决于负载和液流所受的阻力。

设计时我们将设计方案分为系统架构、硬件选型、软件逻辑和外观交互四个部分:设计系统架构时我们采用分层式架构,通过构建感知层、控制层、执行层、交互层和应用层,形成一套完整的工作流程;硬件设计时采用多种模块合作,并增加核心算法来满足客户需求;同时划分了专门的各类功能区,并将插座、传感器、走线隐于桌体内部,保证桌体整洁。

我们这款智能桌的创新性在于其功能集成与智能交互,打破了传统办公桌的局限。它将健康管理、环境调节、设备充电、数据交互等原本离散的功能有机地集成在单一的桌体中;同时引入了语言控制、手机APP远程控制等多元化交互方式,超越了传统的办公桌;同时它可以检查用户的坐姿来监管用户健康;同时增加了一个液压系统的液压传动具有单位功率重量轻、结构紧凑、工作平稳、能在大范围内实现无级调速、操纵控制方便、易于实现自动化及过载保护等优点。

 智能办公桌的生产前景广阔,主要受混合办公模式普及、健康办公模式普及、健康办公理念深化及技术革新驱动,预计未来市场规模将持续扩张。市场规模扩大的原因一方面是由于企业数字化转型,对智能办公设备的需求日益增加;另一方面是健康办公理念的普及,脊椎类疾病的患病率的增加让人们开始关注健康办公。

目前智能办公桌的发展市场还有待开发,目前主要产品生产和销售集中在一线城市和沿海发达城市,还有大量未开发市场。

 

主要参考文献出处

 

1. 《液压传动与控制》西北工业大学学位论文:该文献提供了液压传动的基础理论知识,包括流体力学、液压元件、基本回路及系统设计等内容。

2. 《液压传动与控制(修订版)》:骆简文、朱琪、李兴成编著,重庆大学出版社出版。此书为高等学校机械类系列教材,内容系统,涵盖了液压传动的各个方面。

3. 《液压与气压传动技术》:李海涛、肖珊编著。该书解释了液压传动的基本工作原理、系统的组成以及图形符号。

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