第五届全国大学生机械创新设计大赛(慧鱼组)实验报告.doc

第五届全国大学生机械创新设计大赛 慧鱼组 设计说明书 作品名称： 多功能全自动储物柜 参赛人员： 谢友春 唐琳 杨猛 洪海 闫亚娟 指导教师： 覃莉 杜超 所属单位： 西南石油大学 2012 年 3 月 目 录 1、设计背景 2 2、创新点分析 3 3、设计方案 4 3.1 外形设计 4 3.2 升降构件设计 5 3.3 伸缩取放构件设计 5 3.4 副柜设计 6 3.5 书桌设计 7 4、工作过程分析 7 5、控制程序 9 6、实用可行性及成本分析 9 7、作品应用前景 10 参考文献 11 1、设计背景 近年来，随着我国房地产市场持续升温，房价也一涨再涨，小户型住房成了市场的宠儿。由于小户型房间面积小，对各种家具的设计既是机遇又是挑战，同时对储物柜的要求也有了新的要求。因此对于居民来说，如何利用有限的空间发挥最大的效益是一个摆在每个家庭面前的难题。而对于家具制造商来说这却是一个极好的商机，谁能解决好这个空间利用的问题，谁就拿到了进入未来家具市场的门票。 传统的成品家用储物柜（图1）约有2.5米左右，储物柜顶部距离屋顶还有一定的距离，但由于这部分空间由于取放东西的不便且存有安全隐患，因此绝大多数家庭不得不放弃使用这部分空间。当今的小户型住房本来面积就不大，如果利用传统的储物柜就不能充分地利用本来就小的空间，这无疑是雪上加霜。 因此需要充分考虑传统储物柜到天花板之间的这部分闲置空间，将这一部空间分利用上，那么平时要占据很多空间而又不经常用的物什3、设计方案 3.1 外形设计 多功能全自动储物柜（图4-1、4-2）在外形上面跟传统的储物柜一样，占地面积较小，有着坚实的底座，从下向上是一层一层的柜盒，这个柜盒是可以自由移动的，较高层次的柜盒可以通过智能升降台取出，再回落到用户适宜取放的高度，用户使用完成以后，智能升降台可以再将柜盒复原安放到其以前的位置，与传统储物柜不同的是全自动储物柜的高度远远高于传统的储物柜，其高度可根据天花板的高度来设计，使其充分利用空间，从而达到更高的空间使用率。 3.2 升降构件设计 传统的升降装置一般采用钢丝拉吊、链条带动、液压升降等，而多功能全自动储物柜的智能升降台的升降构件却没有采用以上几种装置，而是利用丝杠升降，通过电机带动丝杆转动，使升降台被带动升起，从而取放高层柜盒，使用户使用更加安全便捷。（图5） 利用丝杠升降的好处有很多，首先螺旋升降具有自锁的特点，不至于在突然断电的情况下整个升降台下滑造成安全事故，其次，由于升降台是通过螺旋带动的，升降可以达到较大的精度，确保柜盒精确地安放在高层，使其更加稳固，在上升过程中利用安放在每一层储物柜的限位开关来控制每次上升的高度，再与齿轮升降结合起来可以精确的定位，所以我们选用的丝杠升降的提升结构和限位开关的控制结构更适用于这个储物柜。 3.3 伸缩取放构件设计 当智能升降台上升到高层准备取下柜盒的时候，需要手臂伸到架子下面（图6），然后电磁铁启动，使升降台和架子底部通过电磁铁吸引在一起，然后将架子提升一段距离使其离开支撑它的支架，再利用伸缩构件将柜盒拉出来，使其整体离开储物柜，再由升降台取下来，方便用户储存物品（图7）。当需要将柜盒放回原处时，升降台会进行相反的过程将其放回对应的层数。 伸缩机构的原理是在升降台上面安装一个齿条，电机通过齿轮盒的转换沿着齿条前进，电机反转，升降台就可以退回来，通过这个构件实现了升降台的伸缩功能。 3.4 副柜设计 在主柜一旁加一个副柜(图8)，使其在功能上多样化，同时可以利用家庭中的多余空间。副柜设计的目的是存放大件或者不能折叠的衣服，使其直接在副柜中挂起，副柜中的衣架是由可以伸缩的嵌套在一起的不锈钢管制作而成，这样就能实现副柜的伸缩，从而根据家庭的空间大小来调整副柜的大小。而副柜中的第2、3层衣杆是可以通过旋转来实现升降目的的，这样同样可以利用到人们平时利用不到的上层空间。（图9） 图9副柜挂件升降 图10副柜旋转配合 两个并排的储物柜在只需其中一个的时候，另外一个可以通过缩放功能使其体积缩小，达到节省空间的目的，从而实现了空间的多变化，同时在副柜底部装有万向轮，使其在缩进的时候减少摩擦，在另一侧安装有齿条和齿轮，利用电机带动齿轮转动，带动要缩进的储物柜一侧向之靠拢，同时也能让副柜进行旋转与主柜呈90—180度（图10），这样就能解决房间拐角带来的不便问题。副柜的背部是可以伸缩的栅栏型结构，用来固定副柜的两侧架子。同时起到密封作用。收缩时栅栏与衣架同步合紧，既调整了大小又节约了空间。 3.5 书桌设计 当今的小户型住