劉松 牟世剛 劉自成

（德州學(xué)院機電工程學(xué)院， 山東 德州 253023）

一種可旋轉(zhuǎn)智能儲物柜系統(tǒng)的研究與設(shè)計

劉松 牟世剛 劉自成

（德州學(xué)院機電工程學(xué)院， 山東 德州 253023）

本設(shè)計為一種可旋轉(zhuǎn)智能儲物柜系統(tǒng)，包括：電源供電模塊、人員自動檢測模塊、溫度及濕度監(jiān)測模塊、單片機系統(tǒng)控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風(fēng)裝置、照明系統(tǒng)模塊、電機系統(tǒng)控制模塊、旋轉(zhuǎn)裝置、防潮裝置等。

儲物柜；系統(tǒng)化；人性化；智能化

本設(shè)計通過程序控制整個系統(tǒng)自動打開儲物柜的柜門，并且快速找到所需物品的存取位置，緊接著迅速將該位置旋轉(zhuǎn)至存取物窗口，及時方便用戶存取所需的物品，同時照明系統(tǒng)也隨之開啟；待存取所需的物品完成后自動關(guān)閉柜門，照明系統(tǒng)也隨之關(guān)閉，而且儲物柜上配備溫度及濕度監(jiān)測模塊，可實時監(jiān)測儲物柜內(nèi)部的溫度及濕度，以便及時的對儲物柜內(nèi)部的環(huán)境進行祛濕、除異味等操作。

1 研制背景及研究意義

現(xiàn)在市場上的儲物柜儲物功能一般比較的單一化，沒有添加特別人性化的科技元素在其中，不能快速智能化的收集繁雜瑣碎的所需物品，所以其無法給人們提供便利的服務(wù)。為了解決以上技術(shù)問題，我們設(shè)計了一種可旋轉(zhuǎn)智能儲物柜系統(tǒng)，它具有自動儲物、監(jiān)測溫度及濕度、透風(fēng)去味、防潮濕的特點，能夠自動實現(xiàn)開啟及關(guān)閉柜門、快速儲存物品、照明系統(tǒng)設(shè)施、監(jiān)測柜內(nèi)溫度及濕度、自動調(diào)整溫度及濕度以及除潮去味等多項功能，使儲物柜更加科技化、人性化、智能化，節(jié)約了人們的儲物時間和所需物品的儲存空間，以及保持物品所處環(huán)境的干燥，方便了人們的生活，延長了儲物柜的整體使用壽命。

2 設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)組成

儲物柜柜體內(nèi)部設(shè)有一豎擋板，將柜體分為左柜體、右柜體，在左、右柜體的頂部分別安裝有照明系統(tǒng)模塊，柜體的中間部位設(shè)有上、下隔板，上、下隔板之間的位置被豎擋板分割成為左腔體、右腔體，在左、右腔體內(nèi)從上到下依次分別設(shè)有通孔板、通風(fēng)裝置、通氣板和通氣管，通氣板與通氣管之間設(shè)有過渡網(wǎng)。

通風(fēng)裝置包括小型風(fēng)機，小型風(fēng)機固定在通孔板與通氣板中間位置，通孔板、通氣板的表面上均有多個通孔，小型風(fēng)機與電源供電模塊相連接，通氣板與下隔板之間設(shè)有多個通氣管，在通氣板與下隔板之間的柜體內(nèi)側(cè)壁上固定有溫度及濕度監(jiān)測模塊，外側(cè)壁上固定有液晶屏顯示模塊，上隔板上方分別與左、右柜體組成的區(qū)域外邊緣處均設(shè)有柜門，該區(qū)域內(nèi)均設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置。

旋轉(zhuǎn)裝置包括底座、旋轉(zhuǎn)軸和圓柱轉(zhuǎn)體，底座固定在上隔板上方，旋轉(zhuǎn)軸下端通過軸承設(shè)在底座上，上端設(shè)在圓柱轉(zhuǎn)體上，在圓柱轉(zhuǎn)體的中心處設(shè)有從上到下相連通的中心孔，旋轉(zhuǎn)軸上端從圓柱柱體的下端穿過中心孔，且該端通過軸承設(shè)在柜體內(nèi)的頂壁上，圓柱轉(zhuǎn)體沿中心向外均勻發(fā)散有多個儲物小柜。下隔板下方分別與左、右柜體組成的區(qū)域外邊緣處均設(shè)有柜門，柜體的底壁上設(shè)有防潮層，防潮層上安裝有防潮裝置，里邊裝有防潮劑。

3 工作原理及性能分析

一種可旋轉(zhuǎn)智能儲物柜系統(tǒng)，包括：電源供電模塊、人員自動檢測模塊、溫度及濕度監(jiān)測模塊、單片機系統(tǒng)控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風(fēng)裝置、照明系統(tǒng)模塊、電機系統(tǒng)控制模塊、旋轉(zhuǎn)裝置、防潮裝置等。

3.1 當人員自動檢測模塊在一定的范圍內(nèi)持續(xù)檢測到人靠近儲物柜的距離信號超過3秒的時候，人員自動檢測模塊將立即把此信號傳遞給單片機系統(tǒng)控制模塊，緊接著單片機系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理完這些信息后發(fā)出指令信號給電機系統(tǒng)控制模塊和照明系統(tǒng)模塊，隨之電機系統(tǒng)控制模塊控制直流減速電機轉(zhuǎn)動將儲物柜的柜門自動打開，同時照明系統(tǒng)模塊控制儲物柜內(nèi)部的燈光立即亮起，方便人們存取所需的物品。

3.2 當人員自動檢測模塊在一定的范圍內(nèi)持續(xù)檢測不到人靠近儲物柜的距離信號超過3秒的時候，人員自動檢測模塊將立即把此信號傳遞給單片機系統(tǒng)控制模塊，緊接著單片機系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理完這些信息后發(fā)出指令信號給電機系統(tǒng)控制模塊和照明系統(tǒng)模塊，隨之電機系統(tǒng)控制模塊控制直流減速電機轉(zhuǎn)動將儲物柜的柜門自動關(guān)閉，同時照明系統(tǒng)模塊控制儲物柜內(nèi)部的燈光立即熄滅。

3.3 當儲物柜存取所需物品的時候，單片機系統(tǒng)控制模塊會通過控制旋轉(zhuǎn)電機來控制旋轉(zhuǎn)軸，通過旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使旋轉(zhuǎn)裝置迅速將存取物窗口旋轉(zhuǎn)到人的面前，打開所需的儲物小柜，等待用戶取出物品或者儲存物品，之后智能關(guān)閉柜門。

3.4 當電源供電模塊接通后，溫度及濕度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測儲物柜內(nèi)部的溫度和濕度，并且將數(shù)據(jù)信息直接的傳遞給單片機系統(tǒng)控制模塊，當數(shù)據(jù)不在正常值范圍內(nèi)的時候，單片機系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理后會發(fā)出指令給通風(fēng)裝置，通過通風(fēng)裝置的智能化處理來保持柜內(nèi)外溫度及濕度的平衡。

3.5 當儲物柜內(nèi)部的潮濕程度不是很高的情況下，溫度及濕度監(jiān)測模塊會將這一數(shù)據(jù)傳遞給單片機系統(tǒng)控制模塊，當數(shù)據(jù)不在正常值范圍內(nèi)時，單片機系統(tǒng)控制模塊處理后會發(fā)出指令給儲物柜底壁上的防潮裝置，通過防潮裝置的智能化處理來保持柜內(nèi)外溫度及濕度的平衡。

3.6 液晶屏顯示模塊直接與單片機系統(tǒng)控制模塊相連接，通過單片機系統(tǒng)控制模塊傳遞的指令實時顯示此時的時間、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，各系統(tǒng)及模塊通過導(dǎo)線相連接，由電源供電模塊給各系統(tǒng)及模塊集中供電。

4 創(chuàng)新點及應(yīng)用前景

目前市場上的同類產(chǎn)品大多功能單一、壽命短且造價較高，而本產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡單，占用空間少，加工成本低，實用性好等優(yōu)點，并且智能化程度高，減少了額外的設(shè)備投入，體現(xiàn)了人們對人性化和高效一體化的追求。

［1］ 夏繼強. 《單片機實驗與實踐教程》. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2001.

［2］ 趙曉安. 《MCS-51單片機原理及應(yīng)用》. 天津：天津大學(xué)出版社，2001.3.

劉松（1995.01-），男，大學(xué)本科，研究方向：機械設(shè)計。

本文系2015年地方高校國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（項目編號201510448030）的資助。

TH692.3；TP273

A

1003-5168（2015）11-020-01