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        一種自動存儲講桌的設(shè)計

        2019-10-26 02:57:26覃智廣陳洪容付秋林
        魅力中國 2019年28期
        關(guān)鍵詞:講桌行程開關(guān)滑槽

        覃智廣 陳洪容 付秋林

        (宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川 宜賓 644003)

        關(guān)鍵字:講桌;自動存儲;單片機

        一、研究的背景及意義

        目前在大學(xué)的多媒體課堂上,基本上還是用傳統(tǒng)的講桌。老師在課堂上需要使用教學(xué)教具很不方便,特別是電子相關(guān)專業(yè)的課程,老師在授課中會涉及到很多電子元件,這些電子元件體積小,種類多,老師在授課中存取很不方便。所以很需要一種便攜式多功能可自動存儲講桌,這種講桌集多功能化、小型化、人性化于一體,并能充分有效利用講桌的空間。

        二、裝置的設(shè)計

        本設(shè)計主要有:講桌、內(nèi)置轉(zhuǎn)盤、控制系統(tǒng)等部分組成。

        (一)講桌

        1.功能:在具有基本講桌的外形基礎(chǔ)之上,再裝配上一個智能化的機械式的多單元存儲倉,本設(shè)計存儲倉由4個單元組成,4個單元的出口只有一個,功能的切換由桌面上的控制按鍵實現(xiàn)。

        2.外型:由木板框架構(gòu)成(94cm*60*100)。在講桌下部有兩個齒輪的配合。講桌外形結(jié)構(gòu)示意圖如圖1示。

        (二)內(nèi)置轉(zhuǎn)盤

        1.功能:內(nèi)置轉(zhuǎn)盤作為單元存儲倉的機架,是一個從動平臺,結(jié)合單片機的控制,通過控制步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動,帶動齒輪傳動,從而使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動。

        2.外型機構(gòu):內(nèi)置轉(zhuǎn)盤由一個大圓盤(半徑為27cm)、四個相同規(guī)格的存儲箱、馬達(dá)、減摩擦裝置和光軸座組成,如圖2示。

        為了讓內(nèi)置轉(zhuǎn)盤能夠隨齒輪軸一起運動,在轉(zhuǎn)盤上裝有兩個直線導(dǎo)軌座,采用一提一頂?shù)男问綄⑥D(zhuǎn)盤固定在齒輪軸上。

        存儲箱:存儲箱要求輕而且硬,本系統(tǒng)選用亞克力板作為存儲箱的材料。為了防止存儲倉在運動過程中錯位和超界,在存儲箱底部裝有間距條、行程開關(guān)、齒條和光軸滑孔。

        減摩擦裝置:根據(jù)滾動軸承工作穩(wěn)定、無噪聲和摩擦力小的優(yōu)點,將滾動軸承固定在滑槽內(nèi)部,但不接觸滑槽。每個減摩擦力裝置由滑槽和4個滾動軸承組成。

        防超界機構(gòu):防超界由間距條和行程開關(guān)組成,將兩塊亞克力板條10mm×230mm與存儲箱底部相連作為間距條,保證存儲箱直線移動。為保證存儲箱運動距離一定,在存儲箱的前后端各安裝一個行程開關(guān),起到超限保護(hù)。

        圖2 轉(zhuǎn)盤示意圖

        (三)控制系統(tǒng)

        控制系統(tǒng)以單片機為核心,由繼電器、電機驅(qū)動器、液晶顯示屏、按鍵等組成。單片機控制繼電器的吸合斷開實現(xiàn)存儲箱的進(jìn)出;控制電機驅(qū)動器的輸出控制步進(jìn)電機運行實現(xiàn)轉(zhuǎn)盤的精確轉(zhuǎn)角;控制液晶顯示屏顯示當(dāng)前運行狀態(tài);同時接收按鍵的信息實現(xiàn)系統(tǒng)的手動控制。

        三、系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點

        (一)功能上的創(chuàng)新

        1.在不改變普通講桌原有風(fēng)格的基礎(chǔ)上,將講桌的空間有效的利用。

        2.該講桌可以根據(jù)使用的實際情況進(jìn)行儲藏量的擴展,是一款智能化的產(chǎn)品。

        3.可以實現(xiàn)多倉庫出口。

        4.將齒輪、齒條、存儲單元、軸及微控組合為一體,實現(xiàn)一鍵控制功能。

        5.存儲單元下部設(shè)置導(dǎo)軌及軸承傳動,從而減存儲單元與支架的摩擦,降低了能源的消耗,符合時代節(jié)能環(huán)保的主題。

        (二)機械上的創(chuàng)新

        1.減摩擦力裝置:將3個微軸承裝在滑槽內(nèi),當(dāng)有物體與滑槽相接處時會大大降低相互間的摩擦力。

        2.防超界裝置機構(gòu):防超界裝置機構(gòu)是為了防止單元存儲倉在做進(jìn)/出倉運動時運動軌跡變向、錯位和超界。

        3.采用分體式結(jié)構(gòu),各個倉體互不相干,倉體通過光軸與從動平臺相連。

        4.齒輪、齒條與軸的配合,將齒輪的圓周運動轉(zhuǎn)化為直線運動,帶動從動平臺運動定位及進(jìn)出倉。

        5.彈簧門設(shè)置,當(dāng)彈簧門自動彈開則單元存儲倉出倉,當(dāng)彈簧門關(guān)閉則單元存儲倉進(jìn)倉。

        四、應(yīng)用前景分析

        本系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)簡單,所需配件均為通用元件,成本低,控制器自動控制工作效率高,可靠性高。本系統(tǒng)整體上順應(yīng)了當(dāng)今時代的發(fā)展潮流,具有多功能化、人性化、綠色環(huán)保的特點。該系統(tǒng)的成功開發(fā)一定具有廣泛的應(yīng)用前景。

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