李博涵1 罗遵干1 任海林1 杨周霞1 樊鹏飞1 赵飞1
营口理工学院
（1.营口理工学院机械与动力工程学院 辽宁省 营口市 115014）
摘要：为了解决储物柜取用不便，占地面积大且登高取物时容易摔倒发生安全隐患的问题，提高储物柜的空间利用率。结合我国国情以其目前的生产技术，利用三维建模设计出了一种自动升降式储物柜。通过对储物柜内部各个小块的控制依靠各机构之间的相互配合可以将某一指定位置的小柜子移动到下方。此项设计有助于降低高处取物时的潜在危险和提高搬取重物时的舒适度。
关键词：自动升降；三维建模；提高空间利用率；储物柜
0 引言
在生活中，为了使杂物堆放整齐，一般家庭都是采用储物柜存储物品。一些设置得较高的橱柜或悬挂式储物柜存在取用不便的问题，而且登高取物容易摔倒，是居家生活容易发生的重要安全隐患；如何合理利用有限的空间，完善居室的布局已成为重要课题，在寸土寸金的城市家庭中，节省储物柜空间的重要性更是越发突出。对于一个企业来说，优化空间可以提高企业利用率，控制仓库成本，降低整个企业的运营成本。对于家庭来说，充分利用上层空间，可增加屋内的活动范围。因此，为了有效的利用空间，我们设计了一种自动升降式储物柜，充分利用上层空间，减少取物的时间，方便人们的生活。
1.结构简介
本文设计了一种自动升降式储物柜,整体外观依旧采用市面上最常见的长方体形并且高处柜子的每一格都是独立的，通过放置在后面暗格的线圈产生电磁力实现每一格柜子水平的移动，然后通过升降机控制升降板，实现柜子的上下移动。为了增大空间利用率装置采用了伸缩杆，这样在不使用柜子时可以将升降板取出，将伸缩杆推回至柜内，所装置的电机，升降机以及每一格柜子后面的线圈都是放置在柜子背后的暗格中，这样既提高的柜子的空间利用率也美化了柜子的外观。
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图1 自动升降式正面整体结构
2结构设计及计算
2.1 外形尺寸
考虑到普通住宅房间内的空间及动态储物柜的家用要求，本文介绍的动态储物柜外形设计保留了传统的样式，整体长130 cm宽80 cm高260 cm，其内部储物盒的宽度为100 cm。在动态储物柜的左边预留15 cm的空间用于安装链轮和链条，动态储物柜的右边，除了预留15 cm的空间用于安装链轮和链条外，还需预留30 cm的空间用于安装电动机和操作面板。
2.2内部传动系统及结构
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图2 自动升降式储物柜背后简略图
1.永磁铁 2.滚珠丝杆升降机 3.升降支架 4.柜体
整体使用JWB150DR普通滚珠丝杆型升降机，通过控制电机的运转使得目标储物盒位于适合的高度，以便放置和取用物品，柜体采用分离式结构每一个小格都有一个独立的储物空间，且每一格的背后都安装有电磁线圈，在使用时通过电磁力将柜子推出或拉回。柜体的内部通过升降支架划分为两个空间,升降支架的下方为固定衣柜空间,其上方为具有可水平与垂直移动的储物空间;升降支架的两侧安装有滑轮,并通过滑轮吊装在柜体内壁处的滑槽内,滑槽内安装链轮和链条;升降支架上安装升降电机,升降电机传动连接安装在滑槽内的链轮和链条;升降支架的三角侧臂内安装伸缩杆,伸缩杆的前端连接载物台,载物台上设有滑道;；升降支架的内侧壁中心处安装有电机盒,电机盒内安装电机,并通过电机传动连接螺杆;螺杆螺纹贯穿电机盒的内部,其一端固定在柜体的底部,另一端固定在柜体的顶部。
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图3升降板结构示意图
5.升缩杆 6.载物台 7.滑道
2.3控制电路
电路采用家庭用220 V交流电，由起停开关控制，简单易操作，用户只需对柜子面板上的起停开关按钮的简单操作即可实现储物盒的高度调节。
2.4设计计算
木材的力学性质主要包括抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、硬度、耐磨性等等，就底柜而言，主要是顺纹抗压强度，也就是经常听到的“立柱顶千斤”概念。松木顺纹抗压强度范围在30-50Mpa，取最小值30Mpa；底柜尺寸为1300*800*260计算公式：松木可受力（顺纹抗压强度30Mpa）1MPa=10kg/cm2
30MPa=300kg/cm2底柜4边立柱总面积：80cm*1cm*4=320cm2可以承受的力：300*320=96000kg。
3.结语
本自动升降式储物柜,可实现储物柜内的物体可控制升降, 我们高处柜子的每一格都是独立的，通过放置在后面暗格的线圈产生电磁力实现每一格柜子水平的移动，然后通过升降机控制升降板，实现柜子的上下移动,不但可充分利用上层储物空间,而且可以方便使用者的快捷存取,同时,为了使柜体内部的储物格具有一定的承载能力,其内部框架采用钢结构设计载物台为具有一定的光泽性和耐磨性的硬质塑料结构;而柜体的外部采用家庭中衣柜储物柜常见的木质材料处理,所需强度与常用储物柜一致,并且外观与普通储物柜基本一致,具有可推广性。
参考文献
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[5] 刘畅.武新涛.谢时峰.徐兵.尹晨伟，一种多功能分成旋转储物柜结构[C].机械研究与应用，2020(6)：33
作者简介：李博涵 （2001-），女，籍贯：黑龙江齐齐哈尔市，汉族，营口理工学院机械与动力工程系机械工艺技术专业本科在读
罗遵干 （1998-），男，籍贯：贵州省黔南州都匀市，布依族，营口理工学院机械与动力工程系材料成型及其控制工程专业本科在读
任海林（2000-），男，籍贯：四川省达州市，汉族，营口理工学院机械与动力工程系材料成型及控制工程专业本科在读
杨周霞（2000－），女，云南省西双版纳傣族自治州，汉族，，营口理工学院机械与动力工程学院材料成型及控制工程专业本科在读
樊鹏飞（1998-），男，籍贯：甘肃省宁县，汉族，营口理工学院机械与动力工程系材料成型及控制工程专业本科在读
赵飞（2001-）,男，籍贯：山西省大同市，汉族,营口理工学院机械与动力工程系材料成型及控制工程专业本科在读
通讯作者：李博涵（2001-），女，营口理工学院机械与动力工程系机械工艺技术专业本科在读。