旋转式易放取书架的设计

杨世林

摘要：本文设计了一种新型书架，它将传统书架和旋转式书架结合到了一起，充分利用空间，增加书籍的储量。为了方便使用，书架具有自动和手动两种操作系统。同时，书架上还安装了电子设备，方便读者查阅书目，使用便利化，空间利用率高，售价低廉等优点，填补了书架市场的空缺，拥有良好的市场前景

关键词：旋转式书架；易放取；自动；手动

一、序言

人们常用书架来摆放书籍和陈列古玩字画等艺术品。书架由于具有形态迥异，设计结构也多种多样，又有书格、书柜、书橱等名字。现在大多数书架都设置多个书格，在书格中放置各种类型的书籍。由于目前的书架为了放置更多的书籍，高度往往设计的比较高。使用者在向上层书格放置书籍和取书阅读时非常困难，有时需要借助梯子等工具才能完成放置和取书的目的，给使用者带来了很大的不便；相反，如果把书架的高度设计的较低，这样使用者在向上层书格放置书籍和取书阅读时会变得很容易，但由于书架高度的限制放置的书籍的数量会大大降低；假如使用者要放置很多书籍时，就需要买几个书架，这样会占用很多空间；此外，现在的书架都比较笨重，移动起来非常不方便。这些问题的产生暴露了目前书架的设计还存在很多不足。本文就针对这些问题，设计了一种使用方便、结构简单、空间利用率高的书架。

二、结构设计

本新型书架的结构由上下两个部分组成，书架的下部分为固定式结构，书架的上部分为旋转式结构。固定书架的整体尺寸为高1.5m，宽0.3m，其长度可以根据具体的使用空间适当进行调整。书架的书格设计成向上倾斜的结构，书籍放入后侧面书名略斜向上，这样读者在查看书名和选书是就不用弯腰了。出于美观和安全等因素的考虑，书架的外壳我们采用铝质金属花纹薄板，将手柄和其他机械结构封闭起来，其前后采用玻璃视窗，并设有取书窗口，出于安全考虑，窗口在机械运动停止时才会打开，书架的整体为全封闭结构。大大降低了安全隐患，方便使用者放入和取出书籍。书架的前后的中间位置都设置有控制面板方便读者操作。如图1所示，钢结构框架的设计支撑起整个书架，使用焊接工艺将钢质方管焊接成“回”字形，其高强度提高了书架的稳定性和承重能力。

三、传动系统设计

为了使书架的空间设计更加紧凑，工作时平稳的运行。书架的两侧安装有书篮的传动系统。如图2所示。传动系统主要由T形链接、凹字形书箱、主动链轮和从动链轮组成。出于书架整体结构的载荷和定位精度等方面考虑，其传动主要靠链轮带动链条传动来实现的。主动链轮与主传动轴问的链接使用键和键槽；用链条来实现主动链轮和从动链轮问的传动；用T形特制链接将书箱悬吊在传动链上，特制链接的大小和普通链接一样，链接与书箱问用铰轴连接，书箱的形状设计为“凹”字形，并在取书口设有挡板，防止图书滑落，大大增加了安全性，增大书架的书籍储量，方便读者取书；为了使书架定位更精确，运行更平稳，我们采用调节螺母来调节链条的松紧程度。

出于书架的节能、断电和维修等方面考虑，我们设计了自动和手动两种控制系统，并通过离合器来实现两种系统间的切换，手动系统作为辅助系统用来辅助自动系统。自动系统是书架的主系统承担大部分的工作。主要由步进电机、电磁铁复位装置、斜齿轮组组成。其工作原理如图3所示，当书架插上电源后，自动系统中的电磁铁吸引归位装置，弹簧处于压缩状态，斜齿轮组啮合，伺服系統控制电机转动，系统整体开始工作。当书架处于断电状态，归位装置自动复位，斜齿轮组分离，这时转动手柄带动主轴转动从而实现系统运行。这样就保证了书架在断电的情况下依然能够使用。

四、控制系统的设计

为了满足设计目的和功能要求，我们利用单片机编写程序设计了书架控制系统。控制系统在实现基本功能的基础上，并设计有相应的数据接口与上位机进行通讯，大大方便了使用者管理书目。

五、结语

发明创造的过程其实就是一个创新的过程，而所有创新的过程又与创新思维密不可分。可正是因为人们有了需要产生了需求，一项项发明创造才因此而产生，服务于人类，使生活更加便利。因此，我们要多体验生活，积极参加社会实践，善于动脑思考发现生活中的点滴，深入了解人们需要什么，然后动手来发明创造出满足人们真正需要的产品，为社会奉献自己的价值。最后，我们还要充分发扬百折不挠的精神，发挥自己的想象力，并敢于动手实践，不向失败妥协，这样我们才会有所创新，发明创造出一些成果。