刘 畅，武新涛，谢时峰，徐 兵，尹晨伟

(巢湖学院 机械工程学院，安徽 合肥 238000)

0 引 言

近年来，随着国家经济发展，社会进步，人们生活水平不断提高，人们对生活质量的要求也日益提高，而随着生活质量提高，储物问题也成为影响人们幸福生活的一个重要因素。传统储物柜难以做到有效分类，对于一些贵重物品保护效果欠佳，易发生因存放物品太乱而导致物品丢失难以找寻的现象。而且市面上储物柜大多体积庞大，不便移动，功能单一，不能很好满足生活需要。

使用储物柜，人们最主要考虑其安全性以及便利性，但是在设计储物柜系统时，还需要综合考虑其他方面要求[1]。为更好地满足设计要求，笔者在前人研究基础上设计出一种多功能分层旋转储物柜。该储物柜系统在结构设计上集合了机械储物柜系统和电子储物柜系统两种特性，内部控制系统则采用集中管理、分布式控制网络结构，外观采用人体工程学设计准则，且设计有附加功能。该储物柜主要分为四个功能区，分别是分层旋转部分，可伸缩抽屉部分，扫地部分以及晾衣部分，下面将围绕这四个功能区，详细介绍多功能分层旋转储物柜结构。

1 多功能分层旋转储物柜总体结构简介

目前，收纳家具的人体工学研究最为深入的是柜类家具，多功能分层旋转储物柜，整体外观为长方体，分为四层，在设计每层拐角时采用人体工学原理，所以在设计时把拐角设计成圆弧状。多功能分层旋转储物柜整体结构主要包括分层旋转部分，可伸缩抽屉部分，扫地部分以及晾衣部分,如图1所示。

图1 一种多功能分层旋转储物柜整体示意图

分层旋转部分有四层，内部由一根固定的中心轴贯穿，固定的中心轴与底盘和顶部通过焊接相连。每层在中心轴外围设有轴承,轴承外部连接四个可伸缩抽屉。每层可伸缩抽屉部分位于一个固定底盘上。分层旋转部分上方连接有顶部，顶部上方设有一个可折叠镜。分层旋转部分最上层是晾衣部分,它由伸缩杆和按压卡扣组成。分层旋转部分下方连接有底部，底部包括底座和万向轮，底座下方联接有扫地部分。扫地部分包括旋转刷头，吸尘装置，灰尘收纳盒，小型电机。

2 多功能分层旋转储物柜工作原理

机械式储物柜系统和电子储物柜系统是目前两种常用的储物柜系统，电子储物柜已被广泛使用在许多公共场所[2]。文中设计的多功能分层旋转储物柜结合上述两种储物柜系统特性，它主要功能分为四个部分，分别是分层旋转部分，可伸缩抽屉部分，晾衣部分和扫地部分。可伸缩抽屉打开和关闭可以通过按压开关按钮实现，开关按钮后的电路和密码电路配合控制可伸缩抽屉打开和关闭，内部电路网络控制系统采用集中管理、分布式控制网络结构[3]；储物箱底盘，中心轴，轴承，内外螺纹再配合可伸缩抽屉底部滑动结构，可以实现储物箱分层和旋转；可伸缩抽屉由机械结构和控制电路两部分构成，在施加外部信号后，控制电路被激活，控制抽屉开启和关闭；扫地部分包括灰尘收纳盒，旋转刷头，吸尘装置，小型电机。扫地部分功能实现主要靠旋转刷头和小型电机，接通电源后，小型电机带动旋转刷头旋转，把灰尘旋入吸尘装置下方，再吸入灰尘收纳盒中；晾衣部分主要由伸缩杆和按压卡扣组成，伸缩杆长度可由按压卡扣调节，不用时可把伸缩杆按入凹槽内。

3 多功能分层旋转储物柜设计分析

3.1 分层旋转部分和可伸缩抽屉部分

分层旋转部分包括四层底盘、四个轴承以及一根中心轴，每层底盘上均放置有一层可伸缩抽屉，共四层，每一层抽屉均有四个可伸缩抽屉组成，每层抽屉通过轴承套在内部中心轴上，中心轴固定不动，底盘通过螺纹配合固定，依靠每层可伸缩抽屉底部滑动结构，通过轴承可实现每层抽屉在底盘上转动，而层与层之间又有底盘间隔，构成分层和旋转结构，图2所示为一层分层旋转部分和可伸缩抽屉部分，四层具有相同结构。

可伸缩抽屉部分包括抽屉，第一弹簧(在电磁铁控制电路内部)，第二弹簧(与单个抽屉连接)，开关按钮，导轨，凹槽，凸起，电磁铁，线圈，密码锁，密码电路和电磁铁控制电路，四个相同可伸缩抽屉置于底盘上，组成每一层，总共四层，可伸缩抽屉外部形状类似于长方体，拐角全部设计成圆弧状，容量(即物体内部可容纳物品的体积或种类的总数量)[4]也更大。抽屉底盘形状与抽屉形状相同，可伸缩抽屉每层有四个，结构和形状相同，每个抽屉门外部设有开关按钮控制抽屉开关，但需要和密码锁配合使用，抽屉两边下部均附有光滑导轨，可与凹槽配合，减小摩檫力，提高抽屉使用效率，抽屉外观图如图3所示。

图2 多功能分层旋转储物柜单层分层旋转部分和可伸缩抽屉部分结构示意图

图3 多功能分层旋转储物柜单个可伸缩抽屉外观示意图

3.2 扫地部分

扫地部分包括灰尘收纳盒，四个旋转刷头，吸尘装置，四个小型电机，扫地装置位于底部下方，旋转刷头位于底部下方四个相对对称的位置，分别连接四个小型电机，四个小型电机控制四个旋转刷头，接通电源后，电机旋转带动刷头旋转，可以把灰尘旋入底部中间，底部中间下方有吸尘装置，与灰尘收纳盒连接，用来收纳吸入的灰尘，灰尘收纳盒上方连接底座。底部还设有四个万向轮，可360°旋转，方便储物箱移动和清理地面打扫。具体结构如图4所示。

3.3 晾衣部分

晾衣部分由usb插座，折叠镜和四个可伸缩晾衣架组成，四个晾衣架分别位于储物箱顶部四个不同侧面上，与四个侧面垂直，不仅最大限度利用空间，还有平衡配重的作用，四个晾衣架由四个伸缩活动的杆件组成，通过按压卡扣可以调节晾衣架长度，长度选择可由衣物数量确定，提高储物箱空间利用率。同时顶部上方平面中部还设有折叠镜和usb插座，不仅可以给电子产品充电，还可以整理调整仪容，合理利用空间，晾衣部分具体结构示意图如图5所示。

图4 多功能分层旋转储物柜扫地部分示意图

图5 多功能分层旋转储物柜晾衣部分结构示意图1.usb插座 2.按压卡扣 3.折叠镜 4.可伸缩晾衣架

4 设计效果

该储物柜内部储物结构采用分层旋转设计，可以提高用户储物和取物的舒适度，分层设计更是可以有效分类存放物品。储物柜顶部的折叠镜，充电口，晾衣架和底部的扫地装置能够加强储物柜实用性，底部加装万向轮也使得储物柜移动更加便捷。此外多功能分层旋转储物柜设有密码保护，只有正确输入密码才能取物或存物，可有效保护使用者的财产安全。外部柜边角采用倒圆角，可以在一定程度上避免使用者因使用不慎造成意外损伤，外形也更加美观。

5 结 语

设计的一种多功能分层旋转储物箱主要包括分层旋转部分，可伸缩抽屉部分，扫地部分和晾衣部分。主体储物箱密码锁设计结合电路控制与机械传动技术，分层和旋转功能也可提升用户的使用舒适度，便捷移动和附加功能使其更加便捷，体现了柔性化的设计准则。