壓力敏感滑輪伸縮椅的設計與研究

王思路，胡佳佳，陳哉李，張旦婷，王永佳，呼格吉樂（湖州師范學院　理學院物理實驗教學示范中心，浙江　湖州　313000）

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壓力敏感滑輪伸縮椅的設計與研究

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

摘要：基于對普通椅子結構的深入研究，研制出了“伸縮椅”模型。此款伸能夠很好地解決一些現實生活中的實際問題，可以為人們的生活提供方便。本文詳細介紹了此款伸縮椅的設計與制作。

關鍵詞：伸縮椅；模型；壓力；滑輪

1　引言

在我們日常生活中，我們接觸物品之一就是椅子，而椅子的移動總會發出刺耳的聲音，十分影響我們的生活和心情，而此款伸縮椅就能解決這個問題，當這個椅子沒有超過一定數值的壓力時，這個椅子是以滑輪的形式存在，而當伸縮椅受到的壓力超過一定的數值時，椅子的滑輪會縮進凳角中，這樣椅子就不會移動。同時此款椅子也有一個開關，當閉合開關時，不論壓力有多大，滑輪也不會伸進凳角中，充分實現了這款伸縮椅的兩用型。

2　功能簡介

“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行伸縮，進而帶動其內部滑輪的伸縮，從而達到椅子的自動伸縮的效果。充分的解決了 現實生活中的實際問題。

3　“伸縮椅”的主要結構

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，用調節開關來調節其滑輪高度和伸縮。

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上設置有凳腳槽2、彈簧腔3和滑輪腔4，凳腳槽2上設置有鎖緊裝置21，彈簧腔3內設置有彈簧31和圓柱塊32，并且彈簧腔3腔壁上設置有調節開關33，滑輪腔4內設置有減振片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。

進一步的，所述鎖緊裝置21為帶有橡膠層211的旋轉式螺栓結構。鎖緊裝置21上有凸出殼體1的旋轉部分，人手可以抵住此凸出部分輕松地將凳腳套套入凳腳中。當凳腳插入凳腳槽2后，通過旋轉鎖緊裝置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。

進一步的，所述圓柱塊32上設置有圓孔321。

進一步的，所述調節開關33為末端為圓臺形的旋轉式螺栓結構。一般情況下，調節開關33末端不伸入彈簧腔3；當需要鎖定滑輪42或是調節椅子的高度時，通過旋轉調節開關33，將其圓臺形末端伸入彈簧腔3，并且插入到圓柱塊32上的圓孔321。調節開關33插入圓孔321達到了鎖定滑輪42的目的；選擇不同位置的圓孔321，可達到調節座椅高度的目的。

（1）用合金制作成外面的套。

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

（3）圓柱底面用一個可伸縮的底代替，并配置一個開關即一個調節開關，可打開和閉合一個可伸縮的底面并裝上一個減震片。

（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，彈簧就會壓縮，使滑輪進入凳腳套內，那么凳子就不會移動，如果想讓凳子的坐上去呈現滑輪的狀態，只要打開開關即當滑輪呈現出來的狀態時，通過調節開關把開關插進氣筒圓柱體的洞中，使鐵板彈出，不讓滑輪伸進凳角中。

7　相關拓展

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，通過椅子上感應的壓力來控制滾輪，滾輪的移動可以減少與地面的摩擦而發出較少的聲音。普通的椅子與地面有較大的摩擦力，在移動的時候，發出較大的響聲，我們的原理就避免了這樣的事情發生。當椅子承受到壓力的時候，滾輪收縮進入椅子，不會因為滾輪發生滾動，與市面上帶滾輪的椅子有所不同，它會在坐下時候移動，但我們的設計是有壓力時候椅子保持靜止不動。在壓力小的時候，滾輪就出現在椅腳外，可以隨意移動椅子。我們的設計在制作的過程中非常方便，同時加工成本也非常低。

我們設計的椅子在各個方面都會有很好的幫助。學校學習時，人移動帶動椅子移動影響到其他同學，我們設計的椅子就有很好的作業避免發出聲響，工作中生活上都可以有很好的幫助，應用范圍相當的廣泛。

浙江省新苗人才計劃大學生科技創新項目2015R427010

指導老師：呼格吉樂。

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

作者簡介：王思路（1995-），女，浙江金華人，學生。