旋轉式易放取書架的設計

楊世林

摘要：本文設計了一種新型書架，它將傳統書架和旋轉式書架結合到了一起，充分利用空間，增加書籍的儲量。為了方便使用，書架具有自動和手動兩種操作系統。同時，書架上還安裝了電子設備，方便讀者查閱書目，使用便利化，空間利用率高，售價低廉等優點，填補了書架市場的空缺，擁有良好的市場前景

關鍵詞：旋轉式書架；易放取；自動；手動

一、序言

人們常用書架來擺放書籍和陳列古玩字畫等藝術品。書架由于具有形態迥異，設計結構也多種多樣，又有書格、書柜、書櫥等名字。現在大多數書架都設置多個書格，在書格中放置各種類型的書籍。由于目前的書架為了放置更多的書籍，高度往往設計的比較高。使用者在向上層書格放置書籍和取書閱讀時非常困難，有時需要借助梯子等工具才能完成放置和取書的目的，給使用者帶來了很大的不便；相反，如果把書架的高度設計的較低，這樣使用者在向上層書格放置書籍和取書閱讀時會變得很容易，但由于書架高度的限制放置的書籍的數量會大大降低；假如使用者要放置很多書籍時，就需要買幾個書架，這樣會占用很多空間；此外，現在的書架都比較笨重，移動起來非常不方便。這些問題的產生暴露了目前書架的設計還存在很多不足。本文就針對這些問題，設計了一種使用方便、結構簡單、空間利用率高的書架。

二、結構設計

本新型書架的結構由上下兩個部分組成，書架的下部分為固定式結構，書架的上部分為旋轉式結構。固定書架的整體尺寸為高1.5m，寬0.3m，其長度可以根據具體的使用空間適當進行調整。書架的書格設計成向上傾斜的結構，書籍放入后側面書名略斜向上，這樣讀者在查看書名和選書是就不用彎腰了。出于美觀和安全等因素的考慮，書架的外殼我們采用鋁質金屬花紋薄板，將手柄和其他機械結構封閉起來，其前后采用玻璃視窗，并設有取書窗口，出于安全考慮，窗口在機械運動停止時才會打開，書架的整體為全封閉結構。大大降低了安全隱患，方便使用者放入和取出書籍。書架的前后的中間位置都設置有控制面板方便讀者操作。如圖1所示，鋼結構框架的設計支撐起整個書架，使用焊接工藝將鋼質方管焊接成“回”字形，其高強度提高了書架的穩定性和承重能力。

三、傳動系統設計

為了使書架的空間設計更加緊湊，工作時平穩的運行。書架的兩側安裝有書籃的傳動系統。如圖2所示。傳動系統主要由T形鏈接、凹字形書箱、主動鏈輪和從動鏈輪組成。出于書架整體結構的載荷和定位精度等方面考慮，其傳動主要靠鏈輪帶動鏈條傳動來實現的。主動鏈輪與主傳動軸問的鏈接使用鍵和鍵槽；用鏈條來實現主動鏈輪和從動鏈輪問的傳動；用T形特制鏈接將書箱懸吊在傳動鏈上，特制鏈接的大小和普通鏈接一樣，鏈接與書箱問用鉸軸連接，書箱的形狀設計為“凹”字形，并在取書口設有擋板，防止圖書滑落，大大增加了安全性，增大書架的書籍儲量，方便讀者取書；為了使書架定位更精確，運行更平穩，我們采用調節螺母來調節鏈條的松緊程度。

出于書架的節能、斷電和維修等方面考慮，我們設計了自動和手動兩種控制系統，并通過離合器來實現兩種系統間的切換，手動系統作為輔助系統用來輔助自動系統。自動系統是書架的主系統承擔大部分的工作。主要由步進電機、電磁鐵復位裝置、斜齒輪組組成。其工作原理如圖3所示，當書架插上電源后，自動系統中的電磁鐵吸引歸位裝置，彈簧處于壓縮狀態，斜齒輪組嚙合，伺服系統控制電機轉動，系統整體開始工作。當書架處于斷電狀態，歸位裝置自動復位，斜齒輪組分離，這時轉動手柄帶動主軸轉動從而實現系統運行。這樣就保證了書架在斷電的情況下依然能夠使用。

四、控制系統的設計

為了滿足設計目的和功能要求，我們利用單片機編寫程序設計了書架控制系統。控制系統在實現基本功能的基礎上，并設計有相應的數據接口與上位機進行通訊，大大方便了使用者管理書目。

五、結語

發明創造的過程其實就是一個創新的過程，而所有創新的過程又與創新思維密不可分。可正是因為人們有了需要產生了需求，一項項發明創造才因此而產生，服務于人類，使生活更加便利。因此，我們要多體驗生活，積極參加社會實踐，善于動腦思考發現生活中的點滴，深入了解人們需要什么，然后動手來發明創造出滿足人們真正需要的產品，為社會奉獻自己的價值。最后，我們還要充分發揚百折不撓的精神，發揮自己的想象力，并敢于動手實踐，不向失敗妥協，這樣我們才會有所創新，發明創造出一些成果。