王思路，胡佳佳，陳哉李，張旦婷，王永佳，呼格吉樂（湖州師范學(xué)院　理學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，浙江　湖州　313000）

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壓力敏感滑輪伸縮椅的設(shè)計(jì)與研究

王思路，胡佳佳，陳哉李，張旦婷，王永佳，呼格吉樂
（湖州師范學(xué)院理學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，浙江湖州313000）

摘要：基于對(duì)普通椅子結(jié)構(gòu)的深入研究，研制出了“伸縮椅”模型。此款伸能夠很好地解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題，可以為人們的生活提供方便。本文詳細(xì)介紹了此款伸縮椅的設(shè)計(jì)與制作。

關(guān)鍵詞：伸縮椅；模型；壓力；滑輪

1　引言

在我們?nèi)粘Ｉ钪校覀兘佑|物品之一就是椅子，而椅子的移動(dòng)總會(huì)發(fā)出刺耳的聲音，十分影響我們的生活和心情，而此款伸縮椅就能解決這個(gè)問題，當(dāng)這個(gè)椅子沒有超過一定數(shù)值的壓力時(shí)，這個(gè)椅子是以滑輪的形式存在，而當(dāng)伸縮椅受到的壓力超過一定的數(shù)值時(shí)，椅子的滑輪會(huì)縮進(jìn)凳角中，這樣椅子就不會(huì)移動(dòng)。同時(shí)此款椅子也有一個(gè)開關(guān)，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，不論壓力有多大，滑輪也不會(huì)伸進(jìn)凳角中，充分實(shí)現(xiàn)了這款伸縮椅的兩用型。

2　功能簡(jiǎn)介

“伸縮椅”通過壓力傳感器感知椅子的壓力變化，然后通過壓力使彈簧進(jìn)行伸縮，進(jìn)而帶動(dòng)其內(nèi)部滑輪的伸縮，從而達(dá)到椅子的自動(dòng)伸縮的效果。充分的解決了 現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題。

3　“伸縮椅”的主要結(jié)構(gòu)

圖1

4　“伸縮椅”的物理原理

利用了“胡克定律”的原理。即利用彈簧的伸縮來控制滑輪的伸縮，用調(diào)節(jié)開關(guān)來調(diào)節(jié)其滑輪高度和伸縮。

5　“伸縮椅”的制作方法

一種壓力敏感滑輪凳腳套，包括殼體1，所述殼體1上設(shè)置有凳腳槽2、彈簧腔3和滑輪腔4，凳腳槽2上設(shè)置有鎖緊裝置21，彈簧腔3內(nèi)設(shè)置有彈簧31和圓柱塊32，并且彈簧腔3腔壁上設(shè)置有調(diào)節(jié)開關(guān)33，滑輪腔4內(nèi)設(shè)置有減振片41和滑輪42，所述彈簧31與圓柱塊32固定連接，并且圓柱塊32通過連桿43分別與減振片41和滑輪42固定相連。

進(jìn)一步的，所述鎖緊裝置21為帶有橡膠層211的旋轉(zhuǎn)式螺栓結(jié)構(gòu)。鎖緊裝置21上有凸出殼體1的旋轉(zhuǎn)部分，人手可以抵住此凸出部分輕松地將凳腳套套入凳腳中。當(dāng)?shù)誓_插入凳腳槽2后，通過旋轉(zhuǎn)鎖緊裝置21，將橡膠層211牢牢卡在凳腳上，有效地將凳腳和此凳腳套固連在一起。

進(jìn)一步的，所述圓柱塊32上設(shè)置有圓孔321。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)開關(guān)33為末端為圓臺(tái)形的旋轉(zhuǎn)式螺栓結(jié)構(gòu)。一般情況下，調(diào)節(jié)開關(guān)33末端不伸入彈簧腔3；當(dāng)需要鎖定滑輪42或是調(diào)節(jié)椅子的高度時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)開關(guān)33，將其圓臺(tái)形末端伸入彈簧腔3，并且插入到圓柱塊32上的圓孔321。調(diào)節(jié)開關(guān)33插入圓孔321達(dá)到了鎖定滑輪42的目的；選擇不同位置的圓孔321，可達(dá)到調(diào)節(jié)座椅高度的目的。

（1）用合金制作成外面的套。

（2）彈簧伸縮裝置：用合金制作一個(gè)直徑為3CM的，高為5CM的圓柱體，內(nèi)置一個(gè)有一定承重能力的彈簧。

（3）圓柱底面用一個(gè)可伸縮的底代替，并配置一個(gè)開關(guān)即一個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān)，可打開和閉合一個(gè)可伸縮的底面并裝上一個(gè)減震片。

（4）滑輪固定在彈簧底端即可。

6　“伸縮椅”的使用說明

只要人坐上去，彈簧就會(huì)壓縮，使滑輪進(jìn)入凳腳套內(nèi)，那么凳子就不會(huì)移動(dòng)，如果想讓凳子的坐上去呈現(xiàn)滑輪的狀態(tài)，只要打開開關(guān)即當(dāng)滑輪呈現(xiàn)出來的狀態(tài)時(shí)，通過調(diào)節(jié)開關(guān)把開關(guān)插進(jìn)氣筒圓柱體的洞中，使鐵板彈出，不讓滑輪伸進(jìn)凳角中。

7　相關(guān)拓展

我們的壓力敏感伸縮滾輪椅利用壓力傳感器來控制滾輪的伸縮和收放，通過椅子上感應(yīng)的壓力來控制滾輪，滾輪的移動(dòng)可以減少與地面的摩擦而發(fā)出較少的聲音。普通的椅子與地面有較大的摩擦力，在移動(dòng)的時(shí)候，發(fā)出較大的響聲，我們的原理就避免了這樣的事情發(fā)生。當(dāng)椅子承受到壓力的時(shí)候，滾輪收縮進(jìn)入椅子，不會(huì)因?yàn)闈L輪發(fā)生滾動(dòng)，與市面上帶滾輪的椅子有所不同，它會(huì)在坐下時(shí)候移動(dòng)，但我們的設(shè)計(jì)是有壓力時(shí)候椅子保持靜止不動(dòng)。在壓力小的時(shí)候，滾輪就出現(xiàn)在椅腳外，可以隨意移動(dòng)椅子。我們的設(shè)計(jì)在制作的過程中非常方便，同時(shí)加工成本也非常低。

我們?cè)O(shè)計(jì)的椅子在各個(gè)方面都會(huì)有很好的幫助。學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)，人移動(dòng)帶動(dòng)椅子移動(dòng)影響到其他同學(xué)，我們?cè)O(shè)計(jì)的椅子就有很好的作業(yè)避免發(fā)出聲響，工作中生活上都可以有很好的幫助，應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。

浙江省新苗人才計(jì)劃大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目2015R427010

指導(dǎo)老師：呼格吉樂。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.033

作者簡(jiǎn)介：王思路（1995-），女，浙江金華人，學(xué)生。