一种折叠伸缩式鞋花架设计

2021-09-16李小强龙石丽段建发李泰弟张玺刘雨生

科技创新导报 2021年14期

李小强龙石丽段建发李泰弟张玺刘雨生

摘要：随着人们生活水平不断提高，平均购买力也随之增强，对于家庭空间规划与家居产品摆放成为问题。现阶段家居空间较小，为解决家庭鞋子摆放空间与家具美化问题，特此设计了一款可折叠伸缩的鞋花架，利用机械连接构件折叠与伸缩相结合方式扩大家庭物件摆放空间;非拆卸式设计在方便鞋子、花盆等物品合理摆放的同时可增强家庭适应性与可变。增强家具摆件类美化产品效果，以鞋架职能部件为主，拓展花盆等装饰摆件使用空间为辅便利新时代家居生活。

关键词：鞋架美观方便非拆卸式

中图分类号：TS664.4 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2021）05（b）-0076-03

Design of a Folding and Retractable Shoe Flower Rack

LI Xiaoqiang LONG Shili DUAN Jianfa* LI Taidi ZHANG Xi LIU Yusheng

（Liupanshui Normal University， Liupanshui， Guizhou Province， 553000 China）

Abstract： With the continuous improvement of people's living standards， the average purchasing power has also increased， for home space planning and home product placement has become a problem. At this stage， the home space is small， in order to solve the problem of home shoe placement space and furniture beautification， he designed a foldable and retractable shoe frame， the use of mechanically connected components folding and telescopic combination of the way to expand the placement of household objects space; Enhance the effect of furniture ornaments and other beautification products， to shoe rack functional parts-based， expand the use of flower pots and other decorative ornaments space to facilitate the new era of home life.

Key Words： Rack; Beautiful; Convenient; Non-removable

装饰精美设计新奇的时尚家居成为了人们生活的一部分，种类繁多的时尚家居，鞋架必然能在其中占得一席之地。家里每个部分都存放着不同的家居，鞋架就是人们入门前看到的第一个家居，把鞋架放在门口，这样不仅能方便出行更能解决找寻鞋子这个大问题，每一天走出家门和回到家门的人都会关注到鞋架，当有人来家里做客，他第一眼看到的就是鞋架，第一印象对人们很重要，摆在第一位置的鞋架如果成为了一个美观又有不失创意的物品，那就会让主人在客人心目中留下一点遐想，从而对主人的小心思暗暗欣赏。

现阶段市面上也存在各类可变化的鞋架，主要有搭建式和简易压缩式。其中搭建式是利用小管件、各类套筒和相同规格大小的塑料板拼接，相对价格较为便宜，但质量难以保障，稳定性、美观性都非常差;简易压缩式相对观赏性较好，操作也比较简单，但在结构上只能压缩，空间可变化性非常小，并不能满足多变等不同家庭需要。

为了节约空间，方便搬家携带，可折叠，免安装，轻松拿走，收纳更加省空间的鞋架应运而生。它能够折叠再折叠，横竖变化收放自如，使用收纳方便。这种可以收缩再伸缩的鞋架，我们称其为：折叠伸缩鞋花架。因为它不仅美观而且特别结实，放鞋、放盆栽都不在话下。

1 本设计的独特优势分析

本设计是在传统鞋架的基础上加入机械伸缩变换模型（如图1所示），从整体布局规划到细节设计全方面创新拓展，结合感性工程[1]邻域感性词汇研究设计，它有如下优势。

1.1 收缩折叠，占空间小

该鞋架可以压缩折叠，即可横竖拉伸变换，轻松改变鞋架高度与长度，轻松改变鞋架占地空间大小[2]，环境适用性更强让收纳携带更加方便。

1.2 一體式结构，免拆卸

常规的可拆卸式与半拆卸式家具在使用过程中均面临各种问题，随意拆卸导致磨损，不合理拆卸导致零部件损伤等都很难免，且必须保证设计标准化与零件一致性[3]。所以在可变换家具产品中一体变换式更适用于家庭环境，更能提高产品使用寿命。

1.3 载物容量大，可自由变换

本设计基于可压缩与可拉伸相结合的特点，可改变架子高度提升摆放物品高度[4]，左右拉伸可拓展摆放数目。且调节使用无极调节设计，使用者可依据使用情况随意调节大小，预紧方式更为合理。

1.4 场景百搭，摆放不同物件

简约百搭型，可随变化放置各种不同物品，将鞋架作为储物台，摆放鞋盒、小箱子、家庭五金工具箱等多种物品均可，鞋架特殊的结构也满足不同大小质量物品放置，客厅、卧室、办公室都是不二之选。

1.5 性价比高，易于实现大众化推广

由于制作相对容易，成本低廉，受用范围广，环境适用能力也非常强，一体化结构在质量保障也特别可观，所以价格是大众都能接受的，品质构成也都是大众需要的。

2 折叠、伸缩一体结构

2.1 折叠结构

是一种用时展开、不用时可折叠收起的结构。折叠结构一般可重复使用，且折叠后体积小，便于运输及储存[5]，与永久性建筑物相比不仅在施工上省时省力，而且可避免不必要的资金再投入而造成的浪费。随着人们对“折叠”概念逐渐理解，折叠结构在计算理论上及结构形式上都得以很大发展，目前这种结构已走出实验室，得到了广泛的工程应用。本结构主要为两个交叉连接的杆件组成一节，多节首尾连接到一起编组成可压缩折叠的连杆机构，通过折叠可改变鞋架高度与载物面宽度为场景百搭功能提供了条件。

2.2 拉伸结构

该伸缩元件设于鞋架架子管件内，将鞋架伸缩管定义为母管与子管连接模式[6]，在鞋架两端处连接子管末端，并以一二定位部设于子管侧壁，该子管另一端套置于母管内，以成为伸缩拉杆，在母管内两端各设有定位元件，子管与之相连接的一端也设有定位原件，当母管与子管拉伸到定位端相遇时则为最大拉伸区间。由于拉伸部分由8组主杆与若干中间活动杆构成，在拉伸过程中各杆件之间会从在制约预紧力，所以拉伸结构可摒弃常规雨伞式的套管卡扣定位部分。

将折叠与伸缩急于一身的不可拆卸式设计，在搭载横竖变化的基础上又为用户提供了诸多便利，去除了常规伸缩拆卸零部件等繁琐操作，也为维护保障提供了便利。

3 载物面可调结构

当鞋架拉伸变化时，载物面也会随之发生变化，进而达到摆放不同大小高度的要求，但每次在改变鞋架高度时载物面宽度都会随之改变，而无论鞋架如何改变都必须确保鞋架置物台受力均匀与分布均匀[7]，以方便放置合理与安全。

基于此问题设计了载物面可变化结构，如图2载物结构模型，利用solidworks软件模拟了鞋架压缩结构与载物面可变化设计。图中红色部分为压缩不动构件，其上附有两个调节预紧旋钮，绿色部分压缩可变调节构件，蓝色部分为鞋架左右拉杆构件。通过模型可清晰看到在控制压缩的可动与不动连接件（红与绿部分）上都有各自统一规格的矩形槽口，而载物面可变化的主要实现方式就在这些矩形槽口。

载物可调结构如图3，利用套筒连接构件与两个可动连接构件连接，前后拉伸调节两个主杆间距以实现鞋架的折叠高低控制，两个预紧螺纹孔对应安装有预紧螺栓旋钮，用户在调节好鞋架高度后便可扭动两个预紧螺栓卡主可动连接构件，使得鞋架锁定。此处使用螺栓式卡扣为实现鞋架高度与载面宽度无极调节，避免了常规套杆连接之间利用凸点式卡扣的易老化、稳定性差、按压困难等问题[8]。

为实现载物面杆间距可调，在连接构件内部设计了多个矩形槽口，活动杆为可提升左右移动式设计，两端与定位槽口1、2对应设有长方体搭载头，当鞋架高度变化导致载物面变化后，便可挪动活动杆到旁边定位槽口内重新排布各活动杆间距，以方便摆放不同物件。

定位槽口1、2不同大小是因为可动连接构件与套筒连接构件为插入式连接，且套筒连接构件考虑到灵活性不能使用全金属材料，所以两者高度差较为明显。为解决活动杆挪动后不平不一致问题，采用不同矩形槽口设计来相互补充差值。

同高度算法：利用圆内接矩形计算理论，如图4内接方式所示。

设计可活动的伸缩拉杆截面圆半径r=25mm、规定矩形一边长为20mm，则利用勾股定理：

（1）

则矩形另一边长为46mm，矩形规格为46mm×20mm。

4 硬件参数

产品组成：中空管、螺钉螺母、折叠片（中空管，方便收缩，大大减少空间;螺丝：固定;折叠片，极大压缩空间，方便携带）。

产品使用方法：拉开就可以使用，不可拆卸，不需要拼装，方便使用。

尺寸设计：主中空管长度410 cm，中空管长度20cm，层高17cm可根据需求选购层数。

单层承重：15kg起

材料选取：根据喜好挑选加厚楠竹或不锈钢。