可升降书架说明书.docx
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可升降书架说明书
长春工程学院慧鱼组
可升降书架
设计说明书
长春工程学院
2011年12月1日
一、参赛人员基本信息
设计题目:
可升降书架
学生姓名:
赵旭张宇强朱贤虎郭彭昱
所学专业:
机械设计制造及其自动化机械电子工程
所在班级:
本科机制09级、11级机电09级、11级
指导老师:
杨达毅刘大为
二、创新构思与设计
1、设计目的
书籍是人类进步的阶梯,而书架则是人们储存书籍的重要工具。
由于传统书架一般为固定、不可动的,找书取书不方便,(如图所示:
无法满足不同人群的使用要求(老人、小孩、孕妇等),从而给人们的学习和生活带来了不便。
由此观之,传统书架实用性差,使其逐渐沦落为一种居家摆设。
而这时就需要一种能够让人们找书、取书方便的书架。
因次,我们从人性化的角度出发,设计了一种可升降书架,来达到找书、取书方便的目的,以满足不同人群的不同需求。
2、创新构思
本小组设计的可升降书架的主要创新点包括以下几点:
(1)当人们需拿取书架高处或低处的图书时,自动升降书架可以根据人们的控制,通过链条滚动使高处或低处的图书滚动到人们的水平视野中,使人们找书取书变得方便、快捷。
(2)解决了特殊人群(老人、小孩、孕妇等)找取高层与底层书籍的问题。
(3)由于本书架具有循环滚动的特点,可以充分利用上层空间,提高了空间利用率。
同时也增加了图书的利用率。
(4)采用类似三脚架形状的书架板,比传统书架更具有稳定性与安全性。
(5)提供了手摇传动与电机带动两种选择方式,解决了停电、没电地方的书架的使用问题,使其更具有可行性。
三、设计方案
首先,书架的两侧采用链条、齿轮式结构,上下两侧四个异型链轮在电动机的带动下使得承重链条循环滚动,形成传送带,从而带动链条上安插的书架板自由升降并前后循环滚动。
其次,在承重链条外侧更安有传送链条,使得承重齿轮的同步性更加精确,不会出现书架倾斜的情况。
再者,在此机构中与电动机相连的还有一个手摇柄,可在电机带动和手柄之间切换,既实现人们选择的多样化,也有效防止了停电时书架停用的情况。
最后,书架板采用类似于篮式三脚架V型的结构,使得书架板更具稳定性,从而使此机构更具可行性。
四、工作原理
1、机构原理说明
(1)升降机构
升降机构主要由两条异形链机构组成,每个链节的大小与每两个书栏的空隙一致。
每个链节中心设有与书栏连接的轴孔。
每个链节间用铰链连接。
其主要工作优点是:
◆不仅可以完成链传动的循环特点,而且比链的承重能力更大。
◆可以实现每栏书的有间隔的运动,使运动有停顿感。
◆使人们操作更方便,使每次运动后的书架层次情况完全一致,书栏的排列更合理。
◆每次移动一格后能达到自我平衡,使书架在没有外力的情况下不会自己滑落。
◆配合书栏的结构使书架整体更有美感,容纳的体积更大。
(2)书栏机构
书栏结构的设计模仿摩天轮的结构。
首先由通轴连接两侧的升降机构。
然后通轴下方悬挂编织成的篮式结构。
篮式结构组成v形槽式书籍能以一定角度朝上。
其主要优点是:
◆能使书在上升下降过程中始终以同样的角度运行,不会因为运动而使书籍掉落,使运行更平稳。
◆由于书籍和竖直平面成一定角度,使用户在查找书籍时是俯视而不是仰视,使用户更舒服,更符合人机工程学。
(3)传动机构
传动机构有两部组成
第一部分包括电机传动和手轮传动。
◆电机传动主要由蜗轮蜗杆,优点是可以提供较大的传动比,使运行平稳,体积较小。
而且有自锁功能。
◆手轮部分主要由齿轮组传动。
可以自由改变齿轮转速,从而达到自动调节功能。
第二部分包括上升机构的上下传动和左右传动
◆上下传动由链传动实现,优点是传动距离长,传动相对精确,承载力增大。
◆左右传动由通轴和齿轮完成,使升降机构中左右两条异形链运行同步。
(4)手自动转换机构
转换机构由四连杆机构实现。
机构简图如下:
当手柄抬起时装置利用自重下滑实现手柄齿轮的啮合。
当手柄按下时装置上升,同时连杆机构到达死点实现自锁。
电机的蜗轮蜗杆机构实现啮合。
2、控制原理示意图
3、控制原理说明
自动状态:
首先按下手柄,使系统开关(开关1)闭合,运行自动程序。
此时按下上升按键(开关2)书架上升翻动。
松手时停止运动。
同理,按下下降按键(开关3)时书架下降翻动。
松手停止运动。
手动状态:
首先抬起手柄,使系统开关(开关1)断开,停止自动程序。
手轮的后转实现书架的上升翻动。
手轮的前转实现书架的下降翻动。
按键不再起作用。
五、主要功能指标与应用前景
1、功能指标
占地面积:
1.5m2
运行速度:
0.3m∕s
每层板承受重量:
15kg
单面书架板数:
4层
总共书架板数:
8层
书架高度:
2m
2、应用前景
人类的进步离不开书籍,基本每个家庭都会有一个书架来放置家里的书籍,但是传统的书架大而笨重,不能灵活移动,让人们在找书、取书、整理书籍或书架这几方面产生了很大的麻烦,这时就需要一个可升降书架来解决人们存在的这些问题。
可升降书架的主要创新点在于实现了书架的灵活升降,让书架服务显得更加人性化与方便化。
本书架采用最易实现的链条齿轮装置,造价低廉,结构安全牢固,书架板也采用最稳定的三脚架式结构,使得本产品在整体运行上安全可靠。
另外配有的手柄和电机切换装置解决了没电时书架的运行问题。
本产品从结构,动力上均做了严格的分析,并对可能出现的一些问题提出了解决方案,使得本书架更具有可行性与普及性。
本产品不仅在家庭上得到充分利用,在各个有书籍的地方,例如图书馆,书店等,都能体现这种书架的价值,况且本产品造价低廉,结构安全牢固易于实现,使得它更易于普及生产。
本产品的问世,为人们找书提供了一个最舒适的视觉角度,为人们省去了取放高层低层书籍的麻烦,让人们整理、清洁书架和书籍变得更加便利,更为老人、儿童等特殊群体提供了莫大的方便。
六、实物照片
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