旋轉(zhuǎn)式易放取書(shū)架的設(shè)計(jì)

楊世林

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種新型書(shū)架，它將傳統(tǒng)書(shū)架和旋轉(zhuǎn)式書(shū)架結(jié)合到了一起，充分利用空間，增加書(shū)籍的儲(chǔ)量。為了方便使用，書(shū)架具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作系統(tǒng)。同時(shí)，書(shū)架上還安裝了電子設(shè)備，方便讀者查閱書(shū)目，使用便利化，空間利用率高，售價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，填補(bǔ)了書(shū)架市場(chǎng)的空缺，擁有良好的市場(chǎng)前景

關(guān)鍵詞：旋轉(zhuǎn)式書(shū)架；易放取；自動(dòng)；手動(dòng)

一、序言

人們常用書(shū)架來(lái)擺放書(shū)籍和陳列古玩字畫(huà)等藝術(shù)品。書(shū)架由于具有形態(tài)迥異，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也多種多樣，又有書(shū)格、書(shū)柜、書(shū)櫥等名字。現(xiàn)在大多數(shù)書(shū)架都設(shè)置多個(gè)書(shū)格，在書(shū)格中放置各種類(lèi)型的書(shū)籍。由于目前的書(shū)架為了放置更多的書(shū)籍，高度往往設(shè)計(jì)的比較高。使用者在向上層書(shū)格放置書(shū)籍和取書(shū)閱讀時(shí)非常困難，有時(shí)需要借助梯子等工具才能完成放置和取書(shū)的目的，給使用者帶來(lái)了很大的不便；相反，如果把書(shū)架的高度設(shè)計(jì)的較低，這樣使用者在向上層書(shū)格放置書(shū)籍和取書(shū)閱讀時(shí)會(huì)變得很容易，但由于書(shū)架高度的限制放置的書(shū)籍的數(shù)量會(huì)大大降低；假如使用者要放置很多書(shū)籍時(shí)，就需要買(mǎi)幾個(gè)書(shū)架，這樣會(huì)占用很多空間；此外，現(xiàn)在的書(shū)架都比較笨重，移動(dòng)起來(lái)非常不方便。這些問(wèn)題的產(chǎn)生暴露了目前書(shū)架的設(shè)計(jì)還存在很多不足。本文就針對(duì)這些問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種使用方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、空間利用率高的書(shū)架。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本新型書(shū)架的結(jié)構(gòu)由上下兩個(gè)部分組成，書(shū)架的下部分為固定式結(jié)構(gòu)，書(shū)架的上部分為旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。固定書(shū)架的整體尺寸為高1.5m，寬0.3m，其長(zhǎng)度可以根據(jù)具體的使用空間適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。書(shū)架的書(shū)格設(shè)計(jì)成向上傾斜的結(jié)構(gòu)，書(shū)籍放入后側(cè)面書(shū)名略斜向上，這樣讀者在查看書(shū)名和選書(shū)是就不用彎腰了。出于美觀和安全等因素的考慮，書(shū)架的外殼我們采用鋁質(zhì)金屬花紋薄板，將手柄和其他機(jī)械結(jié)構(gòu)封閉起來(lái)，其前后采用玻璃視窗，并設(shè)有取書(shū)窗口，出于安全考慮，窗口在機(jī)械運(yùn)動(dòng)停止時(shí)才會(huì)打開(kāi)，書(shū)架的整體為全封閉結(jié)構(gòu)。大大降低了安全隱患，方便使用者放入和取出書(shū)籍。書(shū)架的前后的中間位置都設(shè)置有控制面板方便讀者操作。如圖1所示，鋼結(jié)構(gòu)框架的設(shè)計(jì)支撐起整個(gè)書(shū)架，使用焊接工藝將鋼質(zhì)方管焊接成“回”字形，其高強(qiáng)度提高了書(shū)架的穩(wěn)定性和承重能力。

三、傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了使書(shū)架的空間設(shè)計(jì)更加緊湊，工作時(shí)平穩(wěn)的運(yùn)行。書(shū)架的兩側(cè)安裝有書(shū)籃的傳動(dòng)系統(tǒng)。如圖2所示。傳動(dòng)系統(tǒng)主要由T形鏈接、凹字形書(shū)箱、主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪組成。出于書(shū)架整體結(jié)構(gòu)的載荷和定位精度等方面考慮，其傳動(dòng)主要靠鏈輪帶動(dòng)鏈條傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主動(dòng)鏈輪與主傳動(dòng)軸問(wèn)的鏈接使用鍵和鍵槽；用鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)鏈輪和從動(dòng)鏈輪問(wèn)的傳動(dòng)；用T形特制鏈接將書(shū)箱懸吊在傳動(dòng)鏈上，特制鏈接的大小和普通鏈接一樣，鏈接與書(shū)箱問(wèn)用鉸軸連接，書(shū)箱的形狀設(shè)計(jì)為“凹”字形，并在取書(shū)口設(shè)有擋板，防止圖書(shū)滑落，大大增加了安全性，增大書(shū)架的書(shū)籍儲(chǔ)量，方便讀者取書(shū)；為了使書(shū)架定位更精確，運(yùn)行更平穩(wěn)，我們采用調(diào)節(jié)螺母來(lái)調(diào)節(jié)鏈條的松緊程度。

出于書(shū)架的節(jié)能、斷電和維修等方面考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制系統(tǒng)，并通過(guò)離合器來(lái)實(shí)現(xiàn)兩種系統(tǒng)間的切換，手動(dòng)系統(tǒng)作為輔助系統(tǒng)用來(lái)輔助自動(dòng)系統(tǒng)。自動(dòng)系統(tǒng)是書(shū)架的主系統(tǒng)承擔(dān)大部分的工作。主要由步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵復(fù)位裝置、斜齒輪組組成。其工作原理如圖3所示，當(dāng)書(shū)架插上電源后，自動(dòng)系統(tǒng)中的電磁鐵吸引歸位裝置，彈簧處于壓縮狀態(tài)，斜齒輪組嚙合，伺服系統(tǒng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，系統(tǒng)整體開(kāi)始工作。當(dāng)書(shū)架處于斷電狀態(tài)，歸位裝置自動(dòng)復(fù)位，斜齒輪組分離，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行。這樣就保證了書(shū)架在斷電的情況下依然能夠使用。

四、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

為了滿足設(shè)計(jì)目的和功能要求，我們利用單片機(jī)編寫(xiě)程序設(shè)計(jì)了書(shū)架控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)在實(shí)現(xiàn)基本功能的基礎(chǔ)上，并設(shè)計(jì)有相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口與上位機(jī)進(jìn)行通訊，大大方便了使用者管理書(shū)目。

五、結(jié)語(yǔ)

發(fā)明創(chuàng)造的過(guò)程其實(shí)就是一個(gè)創(chuàng)新的過(guò)程，而所有創(chuàng)新的過(guò)程又與創(chuàng)新思維密不可分?？烧且?yàn)槿藗冇辛诵枰a(chǎn)生了需求，一項(xiàng)項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造才因此而產(chǎn)生，服務(wù)于人類(lèi)，使生活更加便利。因此，我們要多體驗(yàn)生活，積極參加社會(huì)實(shí)踐，善于動(dòng)腦思考發(fā)現(xiàn)生活中的點(diǎn)滴，深入了解人們需要什么，然后動(dòng)手來(lái)發(fā)明創(chuàng)造出滿足人們真正需要的產(chǎn)品，為社會(huì)奉獻(xiàn)自己的價(jià)值。最后，我們還要充分發(fā)揚(yáng)百折不撓的精神，發(fā)揮自己的想象力，并敢于動(dòng)手實(shí)踐，不向失敗妥協(xié)，這樣我們才會(huì)有所創(chuàng)新，發(fā)明創(chuàng)造出一些成果。