有利于幼儿健康成长的智能书桌设计
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摘要 面向幼儿的书桌时也不同于面向成人的书桌设计。基于此，本文简要论述了有利于幼儿健康成长的智能书桌设计原则，并在此基础上探讨了物联网时代的幼儿智能书桌设计。
【关键词】幼儿 智能书桌 书桌设计
幼儿期是幼儿成长的关键阶段，是他们身心发育的关键时期。除了身体发育之外，幼兒的智力也在不断发展，逐渐形成了自己的个人喜好和审美观。在这个时期，家庭、幼儿园是幼儿们生活学习的主要场所，而书桌是他们使用频率很高的工具。符合幼儿身心发展规律和偏好的书桌有利于幼儿的健康成长，满足其心理需求，大大促进他们的身心发展。现阶段我国面向幼儿的书桌设计水平有了明显提升，但针对性依然不足，书桌的造型、功能依然无法完全满足幼儿的心理需求。为此，本文提出基于幼儿健康成长的智能书桌设计研究课题。以促进幼儿身心健康发展为基本原则，探讨了智能书桌的桌面升降、角度调节、灯光调节、语音提醒等智能化技术，旨在改善幼儿的学习、生活环境，促进其身心发展。
1 适用于幼儿智能书桌的设计原则
1.1 安全性原则
面向幼儿的智能书桌的结构框架应该采用坚固的材料，确保其具有足够的牢固性;其中各种零件应尽量内置设计，确保桌体、桌面材料环保无毒，如环保塑料，在芯片系统上增加保护膜，防止幼儿意外触碰，增强其安全性。
1.2 尺寸灵活调节原则
智能书桌应能自动调节桌面高度，桌面角度。与此同时还应该具备智能灯光调节、空气质量监测等功能。
1.3 益智性、趣味性原则
益智性、趣味性主要体现在智能书的主题设计趣味性、收纳造型的益智性以及人机交互界面的趣味性、益智性。
2 面向幼儿的智能书桌设计方法
2.1 移植设计法
移植设计法顾名思义就是将传统技术移植到新设计中，从而获得功能更加完善的产品，并非机械模仿，而是在原有设计基础上进行二次创新。在设计面向幼儿的智能书桌时，我们可以采用纵横结合的移植设计方法。可将单片机作为桌面智能控制系统的核心，用于控制智能书桌的高度，角度调节;通过传感器检测人，当书桌前有人时则启动另一个传感器，当前一个传感器监测到人，而另一个感器没有监测到人，这个时候控制系统控制桌面自动向下移动，一直到智能书桌表面的传感器监测到人。实现桌面升降的机械装置是气压棒，它的主要介质是气体、液体，主要发挥着支撑书桌、运动控制、高度角度调节的作用。气压棒主要由活塞、活塞杆、压力管等部件构成。气压棒的工作原理是通过氮气或不同直径的活塞杆控制气压棒的弹力。气压棒中有高压氮气，活塞内有通孔，活塞两端氮气的压力是一样的，但活塞两边的横截面积有所差异，以便有活塞杆，一边没有，在氮气的高压作用下，横截面积大的一侧受到的压力更大，使得活塞杆向横截面更小的一边移动，配合传感器实现桌面高度、角度自动调节，达到智能化桌面升降，桌面角度调节的目的。
2.2 组合设计法
组合设计方法顾名思义就是将不同的功能模块有机整合起来获得具有最佳性能的产品的设计理念和设计方法。在面向幼儿的智能书桌设计中，我们需要运用个各种智能化技术方法有效组合各种有利于幼儿健康成长的书桌功模块，如与学习环境有关的视力灯光设计、语音提醒设计、空气检测设计。因此，需要采用模块化组件设计方式。在设计功能模块时必须仔细考虑各个功能模块所需材料、占用的空间以及位置，力求最大化的利用空间。智能书桌组合式功能技术模块是综合运用了单片机技术、传感器技术、通信技等多种技术，可以智能监测智能书桌所在空间的空气质量、光线强弱，从而依据控制系统发出的指令实现智能调节、能与用户进行智能交互的智能学习产品。例如，视力灯光调节功能。幼儿学习过程中的光线问题是导致他们视力降低的主要因素之一。因此，在设计面向幼儿的智能书桌时，必须确保幼儿在学习过程中始终处于对视力保护有利的灯光范围内，有效保护他们的视力。在设计中需要使用LED灯、光感元件等元件达到自动感应灯光的效果。当前市场上常用的光感元件主要为电荷藕合器件图像传感CCD，利用感光度很高的半导体材料CCD可以将光线有效转换成电荷，经过一定处理后通过模数转换器转换为数字信号，在通过单片机控制机械装置自动感应灯光，自动调节灯光的明亮度，柔和度，确保其在有利于视力保护的范围内。又如，语音提醒功能。语音提醒功能包括普通语音提醒、警报提醒等功能。类似于视力灯光调节功能，经过智能书桌的主控系统处理，如果时间达到设定时间或达到预警保准时，系统将给出语音提示等，如系统只要检测到空气房空气质量pm值超标或光效较弱时会自动提醒使用者。
2.3 外观设计方法
智能书桌的外观设计可以使用仿生设计方法，改良设计手法。例如，对传统书桌的倒角进行改良设计，书桌桌腿防磕碰设计等。通过对书桌外观进行改良设计，使其加适合幼儿的使用习惯，提高智能书桌的使用便利性和安全性。
3 结束语
综上所述，符合幼儿身心发展需要的智能书桌有利于幼儿的健康成长，对他们的身心健康起到很好的促进作用，可以为幼儿创设更加优良的学习环境，激发他们的创造力和动手实践能力。因此，本文提出面向幼儿的智能书桌设计原则，探讨了幼儿智能书桌的设计方法，分析了智能书桌的主要功能模块的基本实现方法和技术要求，为最终设计实践的可行性提供了有益参考。
参考文献
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