一種多功能分層旋轉儲物柜結構設計*

劉 暢，武新濤，謝時峰，徐 兵，尹晨偉

(巢湖學院 機械工程學院，安徽 合肥 238000)

0 引 言

近年來，隨著國家經濟發展，社會進步，人們生活水平不斷提高，人們對生活質量的要求也日益提高，而隨著生活質量提高，儲物問題也成為影響人們幸福生活的一個重要因素。傳統儲物柜難以做到有效分類，對于一些貴重物品保護效果欠佳，易發生因存放物品太亂而導致物品丟失難以找尋的現象。而且市面上儲物柜大多體積龐大，不便移動，功能單一，不能很好滿足生活需要。

使用儲物柜，人們最主要考慮其安全性以及便利性，但是在設計儲物柜系統時，還需要綜合考慮其他方面要求[1]。為更好地滿足設計要求，筆者在前人研究基礎上設計出一種多功能分層旋轉儲物柜。該儲物柜系統在結構設計上集合了機械儲物柜系統和電子儲物柜系統兩種特性，內部控制系統則采用集中管理、分布式控制網絡結構，外觀采用人體工程學設計準則，且設計有附加功能。該儲物柜主要分為四個功能區，分別是分層旋轉部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分以及晾衣部分，下面將圍繞這四個功能區，詳細介紹多功能分層旋轉儲物柜結構。

1 多功能分層旋轉儲物柜總體結構簡介

目前，收納家具的人體工學研究最為深入的是柜類家具，多功能分層旋轉儲物柜，整體外觀為長方體，分為四層，在設計每層拐角時采用人體工學原理，所以在設計時把拐角設計成圓弧狀。多功能分層旋轉儲物柜整體結構主要包括分層旋轉部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分以及晾衣部分,如圖1所示。

圖1 一種多功能分層旋轉儲物柜整體示意圖

分層旋轉部分有四層，內部由一根固定的中心軸貫穿，固定的中心軸與底盤和頂部通過焊接相連。每層在中心軸外圍設有軸承,軸承外部連接四個可伸縮抽屜。每層可伸縮抽屜部分位于一個固定底盤上。分層旋轉部分上方連接有頂部，頂部上方設有一個可折疊鏡。分層旋轉部分最上層是晾衣部分,它由伸縮桿和按壓卡扣組成。分層旋轉部分下方連接有底部，底部包括底座和萬向輪，底座下方聯接有掃地部分。掃地部分包括旋轉刷頭，吸塵裝置，灰塵收納盒，小型電機。

2 多功能分層旋轉儲物柜工作原理

機械式儲物柜系統和電子儲物柜系統是目前兩種常用的儲物柜系統，電子儲物柜已被廣泛使用在許多公共場所[2]。文中設計的多功能分層旋轉儲物柜結合上述兩種儲物柜系統特性，它主要功能分為四個部分，分別是分層旋轉部分，可伸縮抽屜部分，晾衣部分和掃地部分。可伸縮抽屜打開和關閉可以通過按壓開關按鈕實現，開關按鈕后的電路和密碼電路配合控制可伸縮抽屜打開和關閉，內部電路網絡控制系統采用集中管理、分布式控制網絡結構[3]；儲物箱底盤，中心軸，軸承，內外螺紋再配合可伸縮抽屜底部滑動結構，可以實現儲物箱分層和旋轉；可伸縮抽屜由機械結構和控制電路兩部分構成，在施加外部信號后，控制電路被激活，控制抽屜開啟和關閉；掃地部分包括灰塵收納盒，旋轉刷頭，吸塵裝置，小型電機。掃地部分功能實現主要靠旋轉刷頭和小型電機，接通電源后，小型電機帶動旋轉刷頭旋轉，把灰塵旋入吸塵裝置下方，再吸入灰塵收納盒中；晾衣部分主要由伸縮桿和按壓卡扣組成，伸縮桿長度可由按壓卡扣調節，不用時可把伸縮桿按入凹槽內。

3 多功能分層旋轉儲物柜設計分析

3.1 分層旋轉部分和可伸縮抽屜部分

分層旋轉部分包括四層底盤、四個軸承以及一根中心軸，每層底盤上均放置有一層可伸縮抽屜，共四層，每一層抽屜均有四個可伸縮抽屜組成，每層抽屜通過軸承套在內部中心軸上，中心軸固定不動，底盤通過螺紋配合固定，依靠每層可伸縮抽屜底部滑動結構，通過軸承可實現每層抽屜在底盤上轉動，而層與層之間又有底盤間隔，構成分層和旋轉結構，圖2所示為一層分層旋轉部分和可伸縮抽屜部分，四層具有相同結構。

可伸縮抽屜部分包括抽屜，第一彈簧(在電磁鐵控制電路內部)，第二彈簧(與單個抽屜連接)，開關按鈕，導軌，凹槽，凸起，電磁鐵，線圈，密碼鎖，密碼電路和電磁鐵控制電路，四個相同可伸縮抽屜置于底盤上，組成每一層，總共四層，可伸縮抽屜外部形狀類似于長方體，拐角全部設計成圓弧狀，容量(即物體內部可容納物品的體積或種類的總數量)[4]也更大。抽屜底盤形狀與抽屜形狀相同，可伸縮抽屜每層有四個，結構和形狀相同，每個抽屜門外部設有開關按鈕控制抽屜開關，但需要和密碼鎖配合使用，抽屜兩邊下部均附有光滑導軌，可與凹槽配合，減小摩檫力，提高抽屜使用效率，抽屜外觀圖如圖3所示。

圖2 多功能分層旋轉儲物柜單層分層旋轉部分和可伸縮抽屜部分結構示意圖

圖3 多功能分層旋轉儲物柜單個可伸縮抽屜外觀示意圖

3.2 掃地部分

掃地部分包括灰塵收納盒，四個旋轉刷頭，吸塵裝置，四個小型電機，掃地裝置位于底部下方，旋轉刷頭位于底部下方四個相對對稱的位置，分別連接四個小型電機，四個小型電機控制四個旋轉刷頭，接通電源后，電機旋轉帶動刷頭旋轉，可以把灰塵旋入底部中間，底部中間下方有吸塵裝置，與灰塵收納盒連接，用來收納吸入的灰塵，灰塵收納盒上方連接底座。底部還設有四個萬向輪，可360°旋轉，方便儲物箱移動和清理地面打掃。具體結構如圖4所示。

3.3 晾衣部分

晾衣部分由usb插座，折疊鏡和四個可伸縮晾衣架組成，四個晾衣架分別位于儲物箱頂部四個不同側面上，與四個側面垂直，不僅最大限度利用空間，還有平衡配重的作用，四個晾衣架由四個伸縮活動的桿件組成，通過按壓卡扣可以調節晾衣架長度，長度選擇可由衣物數量確定，提高儲物箱空間利用率。同時頂部上方平面中部還設有折疊鏡和usb插座，不僅可以給電子產品充電，還可以整理調整儀容，合理利用空間，晾衣部分具體結構示意圖如圖5所示。

圖4 多功能分層旋轉儲物柜掃地部分示意圖

圖5 多功能分層旋轉儲物柜晾衣部分結構示意圖1.usb插座 2.按壓卡扣 3.折疊鏡 4.可伸縮晾衣架

4 設計效果

該儲物柜內部儲物結構采用分層旋轉設計，可以提高用戶儲物和取物的舒適度，分層設計更是可以有效分類存放物品。儲物柜頂部的折疊鏡，充電口，晾衣架和底部的掃地裝置能夠加強儲物柜實用性，底部加裝萬向輪也使得儲物柜移動更加便捷。此外多功能分層旋轉儲物柜設有密碼保護，只有正確輸入密碼才能取物或存物，可有效保護使用者的財產安全。外部柜邊角采用倒圓角，可以在一定程度上避免使用者因使用不慎造成意外損傷，外形也更加美觀。

5 結 語

設計的一種多功能分層旋轉儲物箱主要包括分層旋轉部分，可伸縮抽屜部分，掃地部分和晾衣部分。主體儲物箱密碼鎖設計結合電路控制與機械傳動技術，分層和旋轉功能也可提升用戶的使用舒適度，便捷移動和附加功能使其更加便捷，體現了柔性化的設計準則。