一种可旋转智能储物柜系统的研究与设计

刘松 牟世刚 刘自成

（德州学院机电工程学院， 山东 德州 253023）

一种可旋转智能储物柜系统的研究与设计

刘松 牟世刚 刘自成

（德州学院机电工程学院， 山东 德州 253023）

本设计为一种可旋转智能储物柜系统，包括：电源供电模块、人员自动检测模块、温度及湿度监测模块、单片机系统控制模块、液晶屏显示模块、通风装置、照明系统模块、电机系统控制模块、旋转装置、防潮装置等。

储物柜；系统化；人性化；智能化

本设计通过程序控制整个系统自动打开储物柜的柜门，并且快速找到所需物品的存取位置，紧接着迅速将该位置旋转至存取物窗口，及时方便用户存取所需的物品，同时照明系统也随之开启；待存取所需的物品完成后自动关闭柜门，照明系统也随之关闭，而且储物柜上配备温度及湿度监测模块，可实时监测储物柜内部的温度及湿度，以便及时的对储物柜内部的环境进行祛湿、除异味等操作。

1 研制背景及研究意义

现在市场上的储物柜储物功能一般比较的单一化，没有添加特别人性化的科技元素在其中，不能快速智能化的收集繁杂琐碎的所需物品，所以其无法给人们提供便利的服务。为了解决以上技术问题，我们设计了一种可旋转智能储物柜系统，它具有自动储物、监测温度及湿度、透风去味、防潮湿的特点，能够自动实现开启及关闭柜门、快速储存物品、照明系统设施、监测柜内温度及湿度、自动调整温度及湿度以及除潮去味等多项功能，使储物柜更加科技化、人性化、智能化，节约了人们的储物时间和所需物品的储存空间，以及保持物品所处环境的干燥，方便了人们的生活，延长了储物柜的整体使用寿命。

2 设计方案及结构组成

储物柜柜体内部设有一竖挡板，将柜体分为左柜体、右柜体，在左、右柜体的顶部分别安装有照明系统模块，柜体的中间部位设有上、下隔板，上、下隔板之间的位置被竖挡板分割成为左腔体、右腔体，在左、右腔体内从上到下依次分别设有通孔板、通风装置、通气板和通气管，通气板与通气管之间设有过渡网。

通风装置包括小型风机，小型风机固定在通孔板与通气板中间位置，通孔板、通气板的表面上均有多个通孔，小型风机与电源供电模块相连接，通气板与下隔板之间设有多个通气管，在通气板与下隔板之间的柜体内侧壁上固定有温度及湿度监测模块，外侧壁上固定有液晶屏显示模块，上隔板上方分别与左、右柜体组成的区域外边缘处均设有柜门，该区域内均设有旋转装置。

旋转装置包括底座、旋转轴和圆柱转体，底座固定在上隔板上方，旋转轴下端通过轴承设在底座上，上端设在圆柱转体上，在圆柱转体的中心处设有从上到下相连通的中心孔，旋转轴上端从圆柱柱体的下端穿过中心孔，且该端通过轴承设在柜体内的顶壁上，圆柱转体沿中心向外均匀发散有多个储物小柜。下隔板下方分别与左、右柜体组成的区域外边缘处均设有柜门，柜体的底壁上设有防潮层，防潮层上安装有防潮装置，里边装有防潮剂。

3 工作原理及性能分析

一种可旋转智能储物柜系统，包括：电源供电模块、人员自动检测模块、温度及湿度监测模块、单片机系统控制模块、液晶屏显示模块、通风装置、照明系统模块、电机系统控制模块、旋转装置、防潮装置等。

3.1 当人员自动检测模块在一定的范围内持续检测到人靠近储物柜的距离信号超过3秒的时候，人员自动检测模块将立即把此信号传递给单片机系统控制模块，紧接着单片机系统控制模块经处理完这些信息后发出指令信号给电机系统控制模块和照明系统模块，随之电机系统控制模块控制直流减速电机转动将储物柜的柜门自动打开，同时照明系统模块控制储物柜内部的灯光立即亮起，方便人们存取所需的物品。

3.2 当人员自动检测模块在一定的范围内持续检测不到人靠近储物柜的距离信号超过3秒的时候，人员自动检测模块将立即把此信号传递给单片机系统控制模块，紧接着单片机系统控制模块经处理完这些信息后发出指令信号给电机系统控制模块和照明系统模块，随之电机系统控制模块控制直流减速电机转动将储物柜的柜门自动关闭，同时照明系统模块控制储物柜内部的灯光立即熄灭。

3.3 当储物柜存取所需物品的时候，单片机系统控制模块会通过控制旋转电机来控制旋转轴，通过旋转轴的旋转使旋转装置迅速将存取物窗口旋转到人的面前，打开所需的储物小柜，等待用户取出物品或者储存物品，之后智能关闭柜门。

3.4 当电源供电模块接通后，温度及湿度监测模块实时监测储物柜内部的温度和湿度，并且将数据信息直接的传递给单片机系统控制模块，当数据不在正常值范围内的时候，单片机系统控制模块经处理后会发出指令给通风装置，通过通风装置的智能化处理来保持柜内外温度及湿度的平衡。

3.5 当储物柜内部的潮湿程度不是很高的情况下，温度及湿度监测模块会将这一数据传递给单片机系统控制模块，当数据不在正常值范围内时，单片机系统控制模块处理后会发出指令给储物柜底壁上的防潮装置，通过防潮装置的智能化处理来保持柜内外温度及湿度的平衡。

3.6 液晶屏显示模块直接与单片机系统控制模块相连接，通过单片机系统控制模块传递的指令实时显示此时的时间、温度、湿度等数据，各系统及模块通过导线相连接，由电源供电模块给各系统及模块集中供电。

4 创新点及应用前景

目前市场上的同类产品大多功能单一、寿命短且造价较高，而本产品具有结构简单，占用空间少，加工成本低，实用性好等优点，并且智能化程度高，减少了额外的设备投入，体现了人们对人性化和高效一体化的追求。

［1］ 夏继强. 《单片机实验与实践教程》. 北京：北京航空航天大学出版社， 2001.

［2］ 赵晓安. 《MCS-51单片机原理及应用》. 天津：天津大学出版社，2001.3.

刘松（1995.01-），男，大学本科，研究方向：机械设计。

本文系2015年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（项目编号201510448030）的资助。

TH692.3；TP273

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1003-5168（2015）11-020-01