一种自动存储讲桌的设计

覃智广 陈洪容 付秋林

（宜宾职业技术学院，四川 宜宾 644003）

关键字：讲桌；自动存储；单片机

一、研究的背景及意义

目前在大学的多媒体课堂上，基本上还是用传统的讲桌。老师在课堂上需要使用教学教具很不方便，特别是电子相关专业的课程，老师在授课中会涉及到很多电子元件，这些电子元件体积小，种类多，老师在授课中存取很不方便。所以很需要一种便携式多功能可自动存储讲桌，这种讲桌集多功能化、小型化、人性化于一体，并能充分有效利用讲桌的空间。

二、装置的设计

本设计主要有：讲桌、内置转盘、控制系统等部分组成。

（一）讲桌

1.功能：在具有基本讲桌的外形基础之上，再装配上一个智能化的机械式的多单元存储仓，本设计存储仓由4个单元组成，4个单元的出口只有一个，功能的切换由桌面上的控制按键实现。

2.外型：由木板框架构成（94cm*60*100）。在讲桌下部有两个齿轮的配合。讲桌外形结构示意图如图1示。

（二）内置转盘

1.功能：内置转盘作为单元存储仓的机架，是一个从动平台，结合单片机的控制，通过控制步进电机的转动，带动齿轮传动，从而使转盘转动。

2.外型机构：内置转盘由一个大圆盘（半径为27cm）、四个相同规格的存储箱、马达、减摩擦装置和光轴座组成，如图2示。

为了让内置转盘能够随齿轮轴一起运动，在转盘上装有两个直线导轨座，采用一提一顶的形式将转盘固定在齿轮轴上。

存储箱：存储箱要求轻而且硬，本系统选用亚克力板作为存储箱的材料。为了防止存储仓在运动过程中错位和超界，在存储箱底部装有间距条、行程开关、齿条和光轴滑孔。

减摩擦装置：根据滚动轴承工作稳定、无噪声和摩擦力小的优点，将滚动轴承固定在滑槽内部，但不接触滑槽。每个减摩擦力装置由滑槽和4个滚动轴承组成。

防超界机构：防超界由间距条和行程开关组成，将两块亚克力板条10mm×230mm与存储箱底部相连作为间距条，保证存储箱直线移动。为保证存储箱运动距离一定，在存储箱的前后端各安装一个行程开关，起到超限保护。

图2 转盘示意图

（三）控制系统

控制系统以单片机为核心，由继电器、电机驱动器、液晶显示屏、按键等组成。单片机控制继电器的吸合断开实现存储箱的进出；控制电机驱动器的输出控制步进电机运行实现转盘的精确转角；控制液晶显示屏显示当前运行状态；同时接收按键的信息实现系统的手动控制。

三、系统的主要创新点

（一）功能上的创新

1.在不改变普通讲桌原有风格的基础上，将讲桌的空间有效的利用。

2.该讲桌可以根据使用的实际情况进行储藏量的扩展，是一款智能化的产品。

3.可以实现多仓库出口。

4.将齿轮、齿条、存储单元、轴及微控组合为一体,实现一键控制功能。

5.存储单元下部设置导轨及轴承传动，从而减存储单元与支架的摩擦，降低了能源的消耗，符合时代节能环保的主题。

（二）机械上的创新

1.减摩擦力装置：将3个微轴承装在滑槽内，当有物体与滑槽相接处时会大大降低相互间的摩擦力。

2.防超界装置机构：防超界装置机构是为了防止单元存储仓在做进/出仓运动时运动轨迹变向、错位和超界。

3.采用分体式结构，各个仓体互不相干，仓体通过光轴与从动平台相连。

4.齿轮、齿条与轴的配合，将齿轮的圆周运动转化为直线运动，带动从动平台运动定位及进出仓。

5.弹簧门设置，当弹簧门自动弹开则单元存储仓出仓，当弹簧门关闭则单元存储仓进仓。

四、应用前景分析

本系统机械结构简单，所需配件均为通用元件，成本低，控制器自动控制工作效率高，可靠性高。本系统整体上顺应了当今时代的发展潮流，具有多功能化、人性化、绿色环保的特点。该系统的成功开发一定具有广泛的应用前景。