王作邦+趙斐

摘 要：近年來，隨著生活水平的提高，人們對社會消費的質(zhì)量和數(shù)量的要求以及對社會的服務質(zhì)量也在逐漸的增加。各種各樣的自動儲物柜陸續(xù)的產(chǎn)生了。它具有使用操作簡單、安放可靠、抗干擾性強的特點，能夠更好的服務于不同市場的廣大群眾。本項目主要闡述了一種基于單片機儲物柜的設計，以Arduino單片機為核心，以及傳感器等組成。最終實現(xiàn)按鍵開門取物的功能。

關鍵詞：C語言；單片機；儲物柜

1 緒論

1.1 產(chǎn)品意義

隨著房價的增長，屋內(nèi)空間的充分利用就顯得格外的重要。很多地方，屋內(nèi)上層空間利用不到位，有時取物還要爬高到上層，極其不方便，而且還危險。對于一個企業(yè)來說，優(yōu)化空間可以提高企業(yè)利用率，控制倉庫成本，降低整個企業(yè)的運營成本。對于家庭來說，充分利用上層空間，可增加屋內(nèi)的活動范圍。為此我們設計了一個自動升降儲物柜，方便利用上層空間，減少取物的時間，提高生產(chǎn)效率，方便人們的生活。

1.2 項目研究內(nèi)容

產(chǎn)品的功能：可實現(xiàn)儲物柜內(nèi)的物體可控制升降，不但可充分利用上層空間，而且可以方便使用者的快捷存取。

儲物架材料：為保證基本的功能，在經(jīng)濟成本合理情況下盡可能地質(zhì)量小強度高。

儲物柜品需要一定的承載能力，所以本產(chǎn)品的內(nèi)部框架采用了鋼結構設計；載物裝置需要一定的光澤性和耐磨性所以采用了硬質(zhì)塑料的設計；本產(chǎn)品的外殼由于強度的需要采用的鐵板鈑金的處理，外表進行涂裝噴塑達到美觀的效果；在柜門的設計上我們采用的透明玻璃材質(zhì)便于使用者觀看內(nèi)部情況。

傳動方案：為了實現(xiàn)各個儲物箱及貨物平穩(wěn)的上下，本裝置采用了鏈輪和特種鏈條的傳動方式。將儲物盒通過圓柱桿掛載到特種鏈條上，從而帶動設備的整體運動。

儲物架布局：在空間占用合理的情況下，滿足在上下平行的移動、圓周移動、水平移動等情況下選擇了首尾回旋連接布局方式。

產(chǎn)品優(yōu)勢：使用方便快捷、噪聲小、耗能小、空間利用率高。

2 儲物柜的整體設計方案

2.1 功能分析與實現(xiàn)

功能：本自動儲物柜能夠?qū)崿F(xiàn)物品（圖書、資料文檔、日常用品）存儲并合理擺放的功能，對日常的東西起到了整理，合理安置的作用。為生活、工作提供了便利。

實現(xiàn)：當需要存放物品時，可按動對應儲物箱的編碼按鈕，對應儲物箱即可出現(xiàn)在存取口，開門存放即可；當需要取出物品時，按動對應儲物箱的編碼按鈕，對應儲物箱即可出現(xiàn)在存取口，開門取出即可。

2.2 儲物柜機械結構的設計

儲物柜內(nèi)部采用鏈輪與工業(yè)鏈條機構，在步進電機驅(qū)動下，實現(xiàn)任意角度的旋轉(zhuǎn)，從而能精確的控制儲物架的對應位置，在一定程度上能增加其準確性。

2.3 儲物柜控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)采用Arduino作為主控系統(tǒng)，搭配步進電機驅(qū)動器為輔助，以及按點開關作為輸入，從而實現(xiàn)了靈活方便的控制，能簡化其操作性，更好的為生活、工作提供便利。

2.4 儲物柜人機工程

本儲物柜的外觀尺寸及存取口的位置設計查閱了人機工程學手冊，使本儲物柜更為適合各個身高梯度的人們使用。

2.5 設計模型圖（見圖1）

3 儲物柜調(diào)試

在設計模型的初步裝配之后進行了一次實際運作模擬，在模擬運作的過程中出現(xiàn)了輕微的卡動，我們組員進行了具體的分析找到了多處原因所在，之后對某些零件的尺寸進行了調(diào)整，最后對本系統(tǒng)的步進電機以及鏈輪的位置進行詳細精確的調(diào)整，裝配精度也得到了提高，使儲物架轉(zhuǎn)動時，能正好轉(zhuǎn)動到要到達的位置。

4 結束語

本設計的主要任務是設計一個Arduino單片機為核心的自動儲物柜，本設計主要分硬件和軟件部分，通過軟件和硬件的集合調(diào)試，符合加工工藝，滿足設計要求。

參考文獻

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作者簡介：王作邦（1995-），男，遼寧大連人，沈陽城市建設學院14級交通與機械工程系機械一班學生。

趙斐（1995-），男，內(nèi)蒙古呼和浩特人，沈陽城市建設學院14級交通與機械工程系機械二班學生。