可升降书架说明书

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- 9 -目 录一、参赛人员基本信息 1二、创新构思与设计 1 1、设计目的 1 2、创新构思 2 三、设计方案 2 四、工作原理 3 1、机构原理说明 3 （1）升降机构 3 （2）书栏机构 4 （3）传动机构 4 （4）手自动转换机构 5 2、控制原理示意图 5 3、控制原理说明 6 五、主要功能指标与应用前景 7 1、功能指标 7 2、应用前景 7 六、实物照片 8 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: u 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。u 可以实现每栏书的有间隔的运动，使运动有停顿感。u 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。u 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。u 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:u 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。u 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。u 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。u 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u 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。u 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： 0.3ms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： 2m2、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