劉 暢，武新濤，謝時(shí)峰，徐 兵，尹晨偉

(巢湖學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 合肥 238000)

0 引 言

近年來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，社會(huì)進(jìn)步，人們生活水平不斷提高，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也日益提高，而隨著生活質(zhì)量提高，儲(chǔ)物問(wèn)題也成為影響人們幸福生活的一個(gè)重要因素。傳統(tǒng)儲(chǔ)物柜難以做到有效分類，對(duì)于一些貴重物品保護(hù)效果欠佳，易發(fā)生因存放物品太亂而導(dǎo)致物品丟失難以找尋的現(xiàn)象。而且市面上儲(chǔ)物柜大多體積龐大，不便移動(dòng)，功能單一，不能很好滿足生活需要。

使用儲(chǔ)物柜，人們最主要考慮其安全性以及便利性，但是在設(shè)計(jì)儲(chǔ)物柜系統(tǒng)時(shí)，還需要綜合考慮其他方面要求[1]。為更好地滿足設(shè)計(jì)要求，筆者在前人研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一種多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜。該儲(chǔ)物柜系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上集合了機(jī)械儲(chǔ)物柜系統(tǒng)和電子儲(chǔ)物柜系統(tǒng)兩種特性，內(nèi)部控制系統(tǒng)則采用集中管理、分布式控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，外觀采用人體工程學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，且設(shè)計(jì)有附加功能。該儲(chǔ)物柜主要分為四個(gè)功能區(qū)，分別是分層旋轉(zhuǎn)部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分以及晾衣部分，下面將圍繞這四個(gè)功能區(qū)，詳細(xì)介紹多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜結(jié)構(gòu)。

1 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

目前，收納家具的人體工學(xué)研究最為深入的是柜類家具，多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜，整體外觀為長(zhǎng)方體，分為四層，在設(shè)計(jì)每層拐角時(shí)采用人體工學(xué)原理，所以在設(shè)計(jì)時(shí)把拐角設(shè)計(jì)成圓弧狀。多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜整體結(jié)構(gòu)主要包括分層旋轉(zhuǎn)部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分以及晾衣部分,如圖1所示。

圖1 一種多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜整體示意圖

分層旋轉(zhuǎn)部分有四層，內(nèi)部由一根固定的中心軸貫穿，固定的中心軸與底盤和頂部通過(guò)焊接相連。每層在中心軸外圍設(shè)有軸承,軸承外部連接四個(gè)可伸縮抽屜。每層可伸縮抽屜部分位于一個(gè)固定底盤上。分層旋轉(zhuǎn)部分上方連接有頂部，頂部上方設(shè)有一個(gè)可折疊鏡。分層旋轉(zhuǎn)部分最上層是晾衣部分,它由伸縮桿和按壓卡扣組成。分層旋轉(zhuǎn)部分下方連接有底部，底部包括底座和萬(wàn)向輪，底座下方聯(lián)接有掃地部分。掃地部分包括旋轉(zhuǎn)刷頭，吸塵裝置，灰塵收納盒，小型電機(jī)。

2 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜工作原理

機(jī)械式儲(chǔ)物柜系統(tǒng)和電子儲(chǔ)物柜系統(tǒng)是目前兩種常用的儲(chǔ)物柜系統(tǒng)，電子儲(chǔ)物柜已被廣泛使用在許多公共場(chǎng)所[2]。文中設(shè)計(jì)的多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜結(jié)合上述兩種儲(chǔ)物柜系統(tǒng)特性，它主要功能分為四個(gè)部分，分別是分層旋轉(zhuǎn)部分，可伸縮抽屜部分，晾衣部分和掃地部分?？缮炜s抽屜打開(kāi)和關(guān)閉可以通過(guò)按壓開(kāi)關(guān)按鈕實(shí)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)按鈕后的電路和密碼電路配合控制可伸縮抽屜打開(kāi)和關(guān)閉，內(nèi)部電路網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)采用集中管理、分布式控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[3]；儲(chǔ)物箱底盤，中心軸，軸承，內(nèi)外螺紋再配合可伸縮抽屜底部滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)物箱分層和旋轉(zhuǎn)；可伸縮抽屜由機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制電路兩部分構(gòu)成，在施加外部信號(hào)后，控制電路被激活，控制抽屜開(kāi)啟和關(guān)閉；掃地部分包括灰塵收納盒，旋轉(zhuǎn)刷頭，吸塵裝置，小型電機(jī)。掃地部分功能實(shí)現(xiàn)主要靠旋轉(zhuǎn)刷頭和小型電機(jī)，接通電源后，小型電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)刷頭旋轉(zhuǎn)，把灰塵旋入吸塵裝置下方，再吸入灰塵收納盒中；晾衣部分主要由伸縮桿和按壓卡扣組成，伸縮桿長(zhǎng)度可由按壓卡扣調(diào)節(jié)，不用時(shí)可把伸縮桿按入凹槽內(nèi)。

3 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜設(shè)計(jì)分析

3.1 分層旋轉(zhuǎn)部分和可伸縮抽屜部分

分層旋轉(zhuǎn)部分包括四層底盤、四個(gè)軸承以及一根中心軸，每層底盤上均放置有一層可伸縮抽屜，共四層，每一層抽屜均有四個(gè)可伸縮抽屜組成，每層抽屜通過(guò)軸承套在內(nèi)部中心軸上，中心軸固定不動(dòng)，底盤通過(guò)螺紋配合固定，依靠每層可伸縮抽屜底部滑動(dòng)結(jié)構(gòu)，通過(guò)軸承可實(shí)現(xiàn)每層抽屜在底盤上轉(zhuǎn)動(dòng)，而層與層之間又有底盤間隔，構(gòu)成分層和旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，圖2所示為一層分層旋轉(zhuǎn)部分和可伸縮抽屜部分，四層具有相同結(jié)構(gòu)。

可伸縮抽屜部分包括抽屜，第一彈簧(在電磁鐵控制電路內(nèi)部)，第二彈簧(與單個(gè)抽屜連接)，開(kāi)關(guān)按鈕，導(dǎo)軌，凹槽，凸起，電磁鐵，線圈，密碼鎖，密碼電路和電磁鐵控制電路，四個(gè)相同可伸縮抽屜置于底盤上，組成每一層，總共四層，可伸縮抽屜外部形狀類似于長(zhǎng)方體，拐角全部設(shè)計(jì)成圓弧狀，容量(即物體內(nèi)部可容納物品的體積或種類的總數(shù)量)[4]也更大。抽屜底盤形狀與抽屜形狀相同，可伸縮抽屜每層有四個(gè)，結(jié)構(gòu)和形狀相同，每個(gè)抽屜門外部設(shè)有開(kāi)關(guān)按鈕控制抽屜開(kāi)關(guān)，但需要和密碼鎖配合使用，抽屜兩邊下部均附有光滑導(dǎo)軌，可與凹槽配合，減小摩檫力，提高抽屜使用效率，抽屜外觀圖如圖3所示。

圖2 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜單層分層旋轉(zhuǎn)部分和可伸縮抽屜部分結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜單個(gè)可伸縮抽屜外觀示意圖

3.2 掃地部分

掃地部分包括灰塵收納盒，四個(gè)旋轉(zhuǎn)刷頭，吸塵裝置，四個(gè)小型電機(jī)，掃地裝置位于底部下方，旋轉(zhuǎn)刷頭位于底部下方四個(gè)相對(duì)對(duì)稱的位置，分別連接四個(gè)小型電機(jī)，四個(gè)小型電機(jī)控制四個(gè)旋轉(zhuǎn)刷頭，接通電源后，電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)刷頭旋轉(zhuǎn)，可以把灰塵旋入底部中間，底部中間下方有吸塵裝置，與灰塵收納盒連接，用來(lái)收納吸入的灰塵，灰塵收納盒上方連接底座。底部還設(shè)有四個(gè)萬(wàn)向輪，可360°旋轉(zhuǎn)，方便儲(chǔ)物箱移動(dòng)和清理地面打掃。具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

3.3 晾衣部分

晾衣部分由usb插座，折疊鏡和四個(gè)可伸縮晾衣架組成，四個(gè)晾衣架分別位于儲(chǔ)物箱頂部四個(gè)不同側(cè)面上，與四個(gè)側(cè)面垂直，不僅最大限度利用空間，還有平衡配重的作用，四個(gè)晾衣架由四個(gè)伸縮活動(dòng)的桿件組成，通過(guò)按壓卡扣可以調(diào)節(jié)晾衣架長(zhǎng)度，長(zhǎng)度選擇可由衣物數(shù)量確定，提高儲(chǔ)物箱空間利用率。同時(shí)頂部上方平面中部還設(shè)有折疊鏡和usb插座，不僅可以給電子產(chǎn)品充電，還可以整理調(diào)整儀容，合理利用空間，晾衣部分具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖4 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜掃地部分示意圖

圖5 多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜晾衣部分結(jié)構(gòu)示意圖1.usb插座 2.按壓卡扣 3.折疊鏡 4.可伸縮晾衣架

4 設(shè)計(jì)效果

該儲(chǔ)物柜內(nèi)部?jī)?chǔ)物結(jié)構(gòu)采用分層旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，可以提高用戶儲(chǔ)物和取物的舒適度，分層設(shè)計(jì)更是可以有效分類存放物品。儲(chǔ)物柜頂部的折疊鏡，充電口，晾衣架和底部的掃地裝置能夠加強(qiáng)儲(chǔ)物柜實(shí)用性，底部加裝萬(wàn)向輪也使得儲(chǔ)物柜移動(dòng)更加便捷。此外多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物柜設(shè)有密碼保護(hù)，只有正確輸入密碼才能取物或存物，可有效保護(hù)使用者的財(cái)產(chǎn)安全。外部柜邊角采用倒圓角，可以在一定程度上避免使用者因使用不慎造成意外損傷，外形也更加美觀。

5 結(jié) 語(yǔ)

設(shè)計(jì)的一種多功能分層旋轉(zhuǎn)儲(chǔ)物箱主要包括分層旋轉(zhuǎn)部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分和晾衣部分。主體儲(chǔ)物箱密碼鎖設(shè)計(jì)結(jié)合電路控制與機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，分層和旋轉(zhuǎn)功能也可提升用戶的使用舒適度，便捷移動(dòng)和附加功能使其更加便捷，體現(xiàn)了柔性化的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。