可伸縮調節的學生課桌輔助面板的設計與制作

項林舒暢

摘 要：通過將木質面板兩側的連接條固定在學生課桌一側，并調節木質面板下方的金屬伸縮桿，從而調節木質面板的高度，使產品在不使用時能夠最大限度地節省空間。由于金屬伸縮桿與木質面板呈一固定角度，木質面板在高度調節的過程中能夠始終保持水平，有效解決了水杯、筆筒等生活、學習用品被打翻的問題。

關鍵詞：可伸縮調節；金屬伸縮桿；木質面板

一、發現與明確問題

水杯、筆筒等是我們在教室中常用的物品，但是在使用的過程中常常會因打開桌蓋而將其打翻、損壞，給我們帶來了許多不方便，造成了時間和金錢的浪費。

因此，我們經過考慮決定制作一個“可伸縮調節的學生課桌輔助水平面板”來解決以上問題，并拓展了桌面的可用空間，也能更好地保護自己的物品。我們意識到原本就狹窄的過道，在放置產品后為同學們的通行制造了更多的不便。于是我們想到利用桌面與抽屜的水平差，盡可能地減少空間占有量，得出設計要求2，根據水杯和筆筒不可倒置的特點，我們得出設計要求3。

設計要求：

1.上課時可將面板調節至與桌面水平的位置并保持穩定。

2.不使用時可將其收縮至桌面側下方靠緊抽屜。

3.面板始終保持水平。

4.結構有良好的穩定性和承重性。

5.結構簡單易于操作、可拆卸。

二、制定設計方案

1.設計分析

材料：木板、鐵片、塑料管、金屬伸縮桿。

連接方式：剛連接、鉸連接。

2.方案構思

構思過程：使用兩種連接件使木質面板始終保持水平并能進行上下調節，在不使用時能夠將其收縮至桌面側下方，并緊靠抽屜，以便盡可能地節省空間。

3.方案呈現

考慮到學生課桌的桌面采取翻蓋的形式，為了使產品始終保持水平，并且在不損壞學生課桌的基礎上，達到便于安裝和拆卸的目的，于是我們作出如下與桌子連接的連接件設計圖：

三、制作模型

1.準備材料

木板若干金屬伸縮桿一根、鐵片若干、塑料管。

2.制作步驟

第一步：制作面板

畫線后用木工鋸對木板進行鋸割，得到所需尺寸的面板，并加工兩個圓孔。

在制作和加工兩個圓孔的過程中，由于木板較厚，我們只好用圓規畫出兩個等面積的圓，用臺鉆沿著圓鉆出若干個孔。一開始我們采用木工鑿，想將鉆孔后的圓形木板從面板上鑿下，結果，我們發現這種方法十分費力耗時，最終我們改用鋼絲鋸，將圓形木板鋸下（用于放置水杯與筆筒），并用銼刀將其磨光滑。圓孔沒有進行大小條件的功能，就限制了放置物品的大小與種類，為此，我們想到使用“蛋袋”的形式，實現小物品的放置。

在加工過程中，我們體會到當制作出現困難時，換一種工具：換一種方法、換一種思路，或許會為我們的制作帶來便利與轉機。

第二步：安裝鏈接用的小木塊

在面板的底部安裝一塊小木塊用來連接金屬連接桿，使面板保持水平。

第三步：制作面板與課桌的連接件——側面連接條

將兩根較細較短木條鉆孔并鋸割，作為側面連接條，將兩個側面連接條和彎折的鐵片進行鉆孔并連接，使鐵片可以剛好卡在課桌抽屜的邊沿上。

第四步：連接面板與側面連接條

用元寶螺帽將兩根連接條連接在面板的兩端，使連接條可轉動。

在改用元寶螺帽之前，我們直接采用兩根螺釘將兩根連接條連接在面板的兩端，由于螺釘較長，且螺紋易對連接條內側產生一定的磨損，最終導致面板與連接條的松動，面板在使用時易左右晃動。所以我們換用元寶螺帽將連接條進行固定，有了元寶螺帽的幫助面板不僅擁有了較好的穩固性，并且可以進行水平上的調整。

這種材料上的改進，對于產品整體性能的改進起到很大的作用，我們從中得出細節的變化也會對整體發展起到推動作用。

第五步：制作金屬伸縮桿的固定部分

將金屬伸縮桿下端套在塑料管內，上端與面板底部的小木塊連接，實現面板的升降調節。

第六步：組裝成型

四、測試、評估及優化

我們對產品進行了技術試驗，面板可以升至頂部并保持水平，有著良好的承重能力。金屬伸縮桿推拉順暢，面板能夠始終保持水平，能起到較好的升降效果。

優化：

1.側面連接條固定部分的改進

原本采用的鋁合金材料較薄，材質較軟，彎折后卡在課桌抽屜邊沿上時，不是很牢固，而且多次使用后易變形。產品無法在打開桌蓋后保持水平，并且容易晃動和掉落，承重性也較差。因此，我們將鋁合金片改為強度更好的鐵片。

改進后，連接件的強度得到了極大的提高，鐵片能夠緊緊地卡在抽屜邊沿上，即使打開桌蓋，產品仍然能夠正常使用，并且具有良好的承重能力。

2.側面支撐條材料的改進

由于原先的木料材質強調不夠，我們在加工過程中出現了許多問題，比如我們在鉆孔時將木板下方破損，或者無法將木條內部加工得十分光滑，也將影響到面板使用的順暢度。（如下圖）吸收了錯誤的經驗后，我們換用強度更好的木材，并改進了加工方法。

在制作連接條的過程中，我們一開始用臺鉆鉆孔后使用鋼絲鋸，鋼絲鋸加工后，木材十分粗糙，且這種方法加工速度十分緩慢，由于縫隙過小，木工銼無法伸入加工，導致我們一開始制作的連接條無法使用。改變材料后，我們使用鉆頭，讓木條左右移動，從而加工出我們所需的縫隙，木條較軟，不會損壞磚頭，這種加工方式十分快捷，且加工后木材較光滑。

由于木材質地較軟，換做金屬或者較堅硬的材料，我們便不能采用這種加工方式，會損壞鉆頭，并且無法平穩加工，這使我們得出不同的材料要對應不同的加工方式，否則將會損壞加工工具并且無法得到相對應的加工效果。

3.伸縮桿的改進

我們發現實物的制作并沒有想象中的簡單，畫出設計圖后卻有很多細節是我們無法完成的。于是我們將設計圖進行一定的修改，最終采取可行的方法。

在設計過程中，原本我們打算用木材作為產品的唯一材料，使伸縮桿與連接件采用插接的方式連接，將兩個方形的位置對準，用一塊相對應形狀的木塊進行插接，這種方式不僅制作困難，且木塊在多次使用之后容易脫落，改進后制作變得更加簡單可操作。

我們發現即使面板收縮到抽屜一側，還是占用了部分過道的空間，于是我們又提出新的想法，設計一個連接件，使水平面板在不使用時可以垂直放置。但由于制作能力有限，這一想法最終沒能得以實現，說明限制因素還有很多，我們往往有了新的想法卻不能付諸實現，而我們的設計與創新就是為了不斷提升自己的能力，不斷進行自我突破。

4.金屬伸縮桿底部固定部分的改進

我們原本將不織布作為金屬伸縮桿的底部固定部分的材料，由于不織布的材質較軟，固定的強度不高，我們將固定部分的材質改為木板，大大提高了金屬伸縮桿固定部分的強度與穩定性。

經過三次改進，伸縮桿底部的固定件的強度得到了很大的提高，但產品的美觀方面依然有待加強，這說明在一次次改進中，產品的性能會不斷的提高，也依然會出現許多新的問題等著我們去解決，我們需要在解決問題的過程中不斷學習，不斷提升自己的制作和思維能力。

五、編寫產品使用說明書

產品名稱：可伸縮調節的學生課桌輔助面板

產品結構：木板（主題）、金屬伸縮桿（推拉處）、鐵片（連接件）。

使用方法：轉動金屬伸縮桿并上下調節高度。

產品特點與功能簡介：可伸縮調節且始終保持水平作為本產品最重要的特點，我們在通過將伸縮桿與桌子有角度的連接，使面板始終保持水平狀態。

六、回顧與反思

在整個過程，我深刻認識到創新實踐并不是一件容易的事。有了設計思路，并創作出設計圖后，卻不能十分完美地制作出實物，所以我們需要不斷地付出以及堅定的意志，并且在一次次受到挫折后站起來，繼續自己的制作，才能收獲成功的喜悅。

參考文獻：

[1]顧建軍.技術與設計1[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[2]嚴揚.產品設計中的人機工程學[M].黑龍江科學技術出版社，1996.