一種可旋轉(zhuǎn)智能儲(chǔ)物柜系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

劉松 牟世剛 劉自成

（德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院， 山東 德州 253023）

一種可旋轉(zhuǎn)智能儲(chǔ)物柜系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

劉松 牟世剛 劉自成

（德州學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院， 山東 德州 253023）

本設(shè)計(jì)為一種可旋轉(zhuǎn)智能儲(chǔ)物柜系統(tǒng)，包括：電源供電模塊、人員自動(dòng)檢測(cè)模塊、溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊、單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風(fēng)裝置、照明系統(tǒng)模塊、電機(jī)系統(tǒng)控制模塊、旋轉(zhuǎn)裝置、防潮裝置等。

儲(chǔ)物柜；系統(tǒng)化；人性化；智能化

本設(shè)計(jì)通過(guò)程序控制整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)打開儲(chǔ)物柜的柜門，并且快速找到所需物品的存取位置，緊接著迅速將該位置旋轉(zhuǎn)至存取物窗口，及時(shí)方便用戶存取所需的物品，同時(shí)照明系統(tǒng)也隨之開啟；待存取所需的物品完成后自動(dòng)關(guān)閉柜門，照明系統(tǒng)也隨之關(guān)閉，而且儲(chǔ)物柜上配備溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)物柜內(nèi)部的溫度及濕度，以便及時(shí)的對(duì)儲(chǔ)物柜內(nèi)部的環(huán)境進(jìn)行祛濕、除異味等操作。

1 研制背景及研究意義

現(xiàn)在市場(chǎng)上的儲(chǔ)物柜儲(chǔ)物功能一般比較的單一化，沒(méi)有添加特別人性化的科技元素在其中，不能快速智能化的收集繁雜瑣碎的所需物品，所以其無(wú)法給人們提供便利的服務(wù)。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種可旋轉(zhuǎn)智能儲(chǔ)物柜系統(tǒng)，它具有自動(dòng)儲(chǔ)物、監(jiān)測(cè)溫度及濕度、透風(fēng)去味、防潮濕的特點(diǎn)，能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開啟及關(guān)閉柜門、快速儲(chǔ)存物品、照明系統(tǒng)設(shè)施、監(jiān)測(cè)柜內(nèi)溫度及濕度、自動(dòng)調(diào)整溫度及濕度以及除潮去味等多項(xiàng)功能，使儲(chǔ)物柜更加科技化、人性化、智能化，節(jié)約了人們的儲(chǔ)物時(shí)間和所需物品的儲(chǔ)存空間，以及保持物品所處環(huán)境的干燥，方便了人們的生活，延長(zhǎng)了儲(chǔ)物柜的整體使用壽命。

2 設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)組成

儲(chǔ)物柜柜體內(nèi)部設(shè)有一豎擋板，將柜體分為左柜體、右柜體，在左、右柜體的頂部分別安裝有照明系統(tǒng)模塊，柜體的中間部位設(shè)有上、下隔板，上、下隔板之間的位置被豎擋板分割成為左腔體、右腔體，在左、右腔體內(nèi)從上到下依次分別設(shè)有通孔板、通風(fēng)裝置、通氣板和通氣管，通氣板與通氣管之間設(shè)有過(guò)渡網(wǎng)。

通風(fēng)裝置包括小型風(fēng)機(jī)，小型風(fēng)機(jī)固定在通孔板與通氣板中間位置，通孔板、通氣板的表面上均有多個(gè)通孔，小型風(fēng)機(jī)與電源供電模塊相連接，通氣板與下隔板之間設(shè)有多個(gè)通氣管，在通氣板與下隔板之間的柜體內(nèi)側(cè)壁上固定有溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊，外側(cè)壁上固定有液晶屏顯示模塊，上隔板上方分別與左、右柜體組成的區(qū)域外邊緣處均設(shè)有柜門，該區(qū)域內(nèi)均設(shè)有旋轉(zhuǎn)裝置。

旋轉(zhuǎn)裝置包括底座、旋轉(zhuǎn)軸和圓柱轉(zhuǎn)體，底座固定在上隔板上方，旋轉(zhuǎn)軸下端通過(guò)軸承設(shè)在底座上，上端設(shè)在圓柱轉(zhuǎn)體上，在圓柱轉(zhuǎn)體的中心處設(shè)有從上到下相連通的中心孔，旋轉(zhuǎn)軸上端從圓柱柱體的下端穿過(guò)中心孔，且該端通過(guò)軸承設(shè)在柜體內(nèi)的頂壁上，圓柱轉(zhuǎn)體沿中心向外均勻發(fā)散有多個(gè)儲(chǔ)物小柜。下隔板下方分別與左、右柜體組成的區(qū)域外邊緣處均設(shè)有柜門，柜體的底壁上設(shè)有防潮層，防潮層上安裝有防潮裝置，里邊裝有防潮劑。

3 工作原理及性能分析

一種可旋轉(zhuǎn)智能儲(chǔ)物柜系統(tǒng)，包括：電源供電模塊、人員自動(dòng)檢測(cè)模塊、溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊、單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風(fēng)裝置、照明系統(tǒng)模塊、電機(jī)系統(tǒng)控制模塊、旋轉(zhuǎn)裝置、防潮裝置等。

3.1 當(dāng)人員自動(dòng)檢測(cè)模塊在一定的范圍內(nèi)持續(xù)檢測(cè)到人靠近儲(chǔ)物柜的距離信號(hào)超過(guò)3秒的時(shí)候，人員自動(dòng)檢測(cè)模塊將立即把此信號(hào)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊，緊接著單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理完這些信息后發(fā)出指令信號(hào)給電機(jī)系統(tǒng)控制模塊和照明系統(tǒng)模塊，隨之電機(jī)系統(tǒng)控制模塊控制直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將儲(chǔ)物柜的柜門自動(dòng)打開，同時(shí)照明系統(tǒng)模塊控制儲(chǔ)物柜內(nèi)部的燈光立即亮起，方便人們存取所需的物品。

3.2 當(dāng)人員自動(dòng)檢測(cè)模塊在一定的范圍內(nèi)持續(xù)檢測(cè)不到人靠近儲(chǔ)物柜的距離信號(hào)超過(guò)3秒的時(shí)候，人員自動(dòng)檢測(cè)模塊將立即把此信號(hào)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊，緊接著單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理完這些信息后發(fā)出指令信號(hào)給電機(jī)系統(tǒng)控制模塊和照明系統(tǒng)模塊，隨之電機(jī)系統(tǒng)控制模塊控制直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)將儲(chǔ)物柜的柜門自動(dòng)關(guān)閉，同時(shí)照明系統(tǒng)模塊控制儲(chǔ)物柜內(nèi)部的燈光立即熄滅。

3.3 當(dāng)儲(chǔ)物柜存取所需物品的時(shí)候，單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊會(huì)通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)來(lái)控制旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)使旋轉(zhuǎn)裝置迅速將存取物窗口旋轉(zhuǎn)到人的面前，打開所需的儲(chǔ)物小柜，等待用戶取出物品或者儲(chǔ)存物品，之后智能關(guān)閉柜門。

3.4 當(dāng)電源供電模塊接通后，溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)物柜內(nèi)部的溫度和濕度，并且將數(shù)據(jù)信息直接的傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊，當(dāng)數(shù)據(jù)不在正常值范圍內(nèi)的時(shí)候，單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊經(jīng)處理后會(huì)發(fā)出指令給通風(fēng)裝置，通過(guò)通風(fēng)裝置的智能化處理來(lái)保持柜內(nèi)外溫度及濕度的平衡。

3.5 當(dāng)儲(chǔ)物柜內(nèi)部的潮濕程度不是很高的情況下，溫度及濕度監(jiān)測(cè)模塊會(huì)將這一數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊，當(dāng)數(shù)據(jù)不在正常值范圍內(nèi)時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊處理后會(huì)發(fā)出指令給儲(chǔ)物柜底壁上的防潮裝置，通過(guò)防潮裝置的智能化處理來(lái)保持柜內(nèi)外溫度及濕度的平衡。

3.6 液晶屏顯示模塊直接與單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊相連接，通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)控制模塊傳遞的指令實(shí)時(shí)顯示此時(shí)的時(shí)間、溫度、濕度等數(shù)據(jù)，各系統(tǒng)及模塊通過(guò)導(dǎo)線相連接，由電源供電模塊給各系統(tǒng)及模塊集中供電。

4 創(chuàng)新點(diǎn)及應(yīng)用前景

目前市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品大多功能單一、壽命短且造價(jià)較高，而本產(chǎn)品具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間少，加工成本低，實(shí)用性好等優(yōu)點(diǎn)，并且智能化程度高，減少了額外的設(shè)備投入，體現(xiàn)了人們對(duì)人性化和高效一體化的追求。

［1］ 夏繼強(qiáng). 《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2001.

［2］ 趙曉安. 《MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用》. 天津：天津大學(xué)出版社，2001.3.

劉松（1995.01-），男，大學(xué)本科，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)。

本文系2015年地方高校國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)201510448030）的資助。

TH692.3；TP273

A

1003-5168（2015）11-020-01