可升降书架说明书.doc

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