智能儲(chǔ)物柜固定裝置的研究與應(yīng)用

文/屈慶燁 岳蒙恩 高海玉

引言：

近年來(lái)，隨著我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)水平的提升，[1]機(jī)械生產(chǎn)不斷向著模塊化發(fā)展，不斷追求生產(chǎn)系統(tǒng)各工作單元的協(xié)調(diào)性，但是在關(guān)于機(jī)械設(shè)備固定裝置領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)研究較少，人們忽略了最基本的安裝、運(yùn)輸及維護(hù)中最離不開(kāi)的機(jī)械裝置——固定裝置。因此誕生了一種固定裝置——智能儲(chǔ)物柜裝置的研究，這正是本文誕生的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。

1.國(guó)內(nèi)固定裝置研究

綜合文獻(xiàn)、專(zhuān)利來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)機(jī)械固定裝置的研究還不算多，一部分原因是人們對(duì)除機(jī)械設(shè)施使用功能外的部件不重視；另一個(gè)原因則是固定裝置缺乏創(chuàng)新，無(wú)法找到一種能有效提高機(jī)械使用性能的方法。針對(duì)一些大型設(shè)備，因其本身自重大、企業(yè)不需要量產(chǎn)、使用需要定制等的原因，往往不需要固定裝置，通常將其直接放置在使用位置。但是大型設(shè)備造價(jià)高，要求其使用周期較長(zhǎng)，相較于沒(méi)有固定裝置的機(jī)械，有固定裝置的機(jī)械往往有更廣闊的使用場(chǎng)景和更高的性?xún)r(jià)比；針對(duì)一些中小型設(shè)備，為了實(shí)現(xiàn)控制成本、加快產(chǎn)品循環(huán)的目的也沒(méi)有固定裝置，而這類(lèi)機(jī)械產(chǎn)生故障的主要因素是[2]安裝調(diào)試、負(fù)載不均等問(wèn)題，如果有模塊化的固定裝置則能有效減少機(jī)械在投入使用前的損害；針對(duì)一些動(dòng)力機(jī)械，在使用過(guò)程中往往發(fā)生機(jī)械震動(dòng)，相較于靜態(tài)的機(jī)械，這類(lèi)機(jī)械損害得更快——沒(méi)有軟的接地點(diǎn)，[3]導(dǎo)致震動(dòng)時(shí)機(jī)械與地面相撞，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)軸彎曲、滑環(huán)變形基礎(chǔ)安裝不良等問(wèn)題。針對(duì)此類(lèi)機(jī)械，如果有適合其使用場(chǎng)景的固定裝置，減少震動(dòng)對(duì)機(jī)械本身產(chǎn)生的損失，將大大增加其使用壽命。對(duì)于因缺乏固定裝置產(chǎn)生機(jī)械故障問(wèn)題的研究，目前有一些技術(shù)探索，但是都沒(méi)有從源頭解決問(wèn)題。比如，加大定期檢驗(yàn)頻率、縮短檢驗(yàn)周期，這是企業(yè)對(duì)延長(zhǎng)器械使用壽命所選擇的最常見(jiàn)做法——對(duì)于一般機(jī)械往往是半年檢驗(yàn)一次，對(duì)于[3]大型/重要機(jī)械每月就要檢驗(yàn)一次——這種通過(guò)增設(shè)人力、增加次數(shù)的維護(hù)方式必然會(huì)產(chǎn)生巨額費(fèi)用，如何找到機(jī)械產(chǎn)生價(jià)值與維護(hù)費(fèi)用之間的平衡，成了企業(yè)運(yùn)營(yíng)的一大難題。據(jù)智妍數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)顯示，[4]機(jī)械維修費(fèi)用一般占設(shè)備總值的2%-3%左右，如果是機(jī)床大修一次則占比20%左右，[5]而隨著設(shè)備使用年限的增加，維修費(fèi)用會(huì)越來(lái)越高，所以選擇加大定期檢驗(yàn)頻率、縮短檢驗(yàn)周期已經(jīng)不適宜為企業(yè)的首要選擇了；嚴(yán)化相關(guān)準(zhǔn)則或策略，如在具體安裝方面，不同機(jī)械會(huì)選擇整體和解體兩種不同的安裝方法——整體安裝適合方便運(yùn)輸、器械用量多的情況，可以減少人工費(fèi)用；解體安裝適合器械少的情況，并減少使用方在安裝時(shí)遇到的困難，當(dāng)然在不同情況下其安裝步驟具有一定的針對(duì)性。但在操作方面存在的細(xì)節(jié)問(wèn)題卻不盡相同。以本文提到的智能儲(chǔ)物柜為例，若柜子放置在超市中，往往會(huì)簡(jiǎn)單的靠墻放在一起，但若是放在操場(chǎng)、快遞點(diǎn)等人流量大的區(qū)域，則有更多的要求，需要將其牢固的固定在地面上，防止柜體損傷或因傾斜砸到路人。嚴(yán)化機(jī)械安裝準(zhǔn)則或策略，遠(yuǎn)沒(méi)有設(shè)置固定裝置來(lái)到輕松、廉價(jià)。

2.儲(chǔ)物柜固定裝置研究

2.1 裝置簡(jiǎn)介。為彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)固定裝置的空缺，本文提出了一種固定裝置——智能儲(chǔ)物柜固定裝置（詳見(jiàn)注釋、圖例），[6]包括柜體所述柜體外壁后側(cè)固定連接連接板前側(cè)，所述連接板前側(cè)頂端固定連接擋板后側(cè)，所述擋板底端前側(cè)固定連接柜體外壁頂端前側(cè)，所述柜體外壁底端固定連接支撐板頂端，所述支撐板底端四角分別固定連接滑輪，所述柜體外壁左右兩側(cè)底端分別固定連接護(hù)板，[7]兩個(gè)所述護(hù)板相互遠(yuǎn)離的一側(cè)頂端分別固定連接固定塊。通過(guò)啟動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，和螺紋桿螺紋配合的套板分別在滑塊和滑槽的限制下沿著螺紋桿方向下降，兩個(gè)套板分別帶動(dòng)兩個(gè)固定長(zhǎng)釘下降，直至將兩個(gè)固定長(zhǎng)釘插入地面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置在地面的安裝固定，從而使柜體不需墻面就能有效實(shí)現(xiàn)固定，適用于多種環(huán)境。

2.2 裝置詳述。為了便于裝置的運(yùn)輸和固定，通過(guò)啟動(dòng)兩個(gè)電動(dòng)推桿，兩個(gè)電動(dòng)推桿分別推動(dòng)兩個(gè)移動(dòng)板在凹槽內(nèi)滑動(dòng)，使移動(dòng)板帶動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)桿移動(dòng)，兩個(gè)轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)底板升降移動(dòng)，從而可以使底板脫離地面，便于滑輪的移動(dòng)，減少機(jī)械（這里特指智能儲(chǔ)物柜）在搬運(yùn)、安裝過(guò)程中產(chǎn)生的損傷，當(dāng)電動(dòng)推桿推動(dòng)兩個(gè)卡塊卡接進(jìn)入卡槽，此時(shí)移動(dòng)板帶動(dòng)轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，使轉(zhuǎn)桿帶動(dòng)底板配合防滑板下降到接觸地面的高度，此時(shí)防滑板防止滑輪移動(dòng)，便于裝置固定。固定裝置通過(guò)啟動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)（轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)采用的是DM-37RS520型號(hào)及其相關(guān)的配套電源和電路）帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，和螺紋桿螺紋配合的套板分別在滑塊和滑槽的限制下沿著螺紋桿方向下降，兩個(gè)套板分別帶動(dòng)兩個(gè)固定長(zhǎng)釘下降，直至將兩個(gè)固定長(zhǎng)釘插入地面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置在地面的安裝固定，從而使柜體不需墻面就能有效實(shí)現(xiàn)固定，適用于多種環(huán)境，同時(shí)通過(guò)通風(fēng)網(wǎng)板便于柜體內(nèi)腔的通風(fēng)，將通風(fēng)筒設(shè)為L(zhǎng)型，防止雨水滲入。

附圖1

附圖2

附圖3

2.3 部件注釋。1.柜體，2.連接板，3.轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，4.滑塊，5.滑槽，6.護(hù)板，7.擋板，[8]8.伸縮桿，9.滑輪，10.卡槽，11.限位槽，12.限位塊，13.轉(zhuǎn)桿，[9]14.底板，15.防滑板，16.電動(dòng)推桿，17.移動(dòng)塊，18.卡塊，19.支撐板，20.通風(fēng)筒，21.通風(fēng)網(wǎng)板，22.固定長(zhǎng)釘，23.螺紋桿，24.套板，25.固定塊，26.凹槽。

3.裝置應(yīng)用

儲(chǔ)物柜作為大眾廣泛使用的公共設(shè)施之一，早已普及全世界，但是在超市、大型購(gòu)物中心以及學(xué)校圖書(shū)館等公共場(chǎng)所均只設(shè)有簡(jiǎn)易的存放處或儲(chǔ)物柜。在產(chǎn)品飛速更迭的今天，儲(chǔ)物柜已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾十年沒(méi)有進(jìn)行裝置/系統(tǒng)上的創(chuàng)新，導(dǎo)致其已經(jīng)很難滿(mǎn)足人們的公共儲(chǔ)物需求。綜合研究發(fā)現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)外的大型儲(chǔ)物點(diǎn)主要是取票式寄存柜以及投幣式，但是隨著智能出行和移動(dòng)支付的普及化，人們不再選擇帶硬幣出門(mén)，也會(huì)因?yàn)槭韬龆浟吮４婧眯∑睂?dǎo)致自己的物品不能取出；近期出現(xiàn)的智能儲(chǔ)物柜過(guò)分依賴(lài)手機(jī)導(dǎo)致手機(jī)不能存儲(chǔ)，功能過(guò)于單一，難以滿(mǎn)足人們?cè)诓煌瑘?chǎng)景的儲(chǔ)物需求；在高校的眾多使用場(chǎng)景中，如籃球場(chǎng)存放貴重物品租借籃球、食堂存放書(shū)包擴(kuò)大就餐空間、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)寄存衣物等，人們迫切需要一款只能儲(chǔ)物柜的出現(xiàn)，這一點(diǎn)在高效校園中體現(xiàn)的尤為重要。[10]在將儲(chǔ)物柜系統(tǒng)化的目標(biāo)下，團(tuán)隊(duì)利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+儲(chǔ)物柜的概念，升級(jí)傳統(tǒng)儲(chǔ)物柜功能，[11]以校園卡、微信、支付寶等作為使用媒介，解決傳統(tǒng)儲(chǔ)物柜的痛點(diǎn)，并結(jié)合不同使用場(chǎng)景，做出不同功能儲(chǔ)物柜，涉及存書(shū)、借球、儲(chǔ)物、人流量檢測(cè)等。系統(tǒng)化的儲(chǔ)物柜最終旨在打造一款智慧校園系統(tǒng)，通過(guò)后臺(tái)app實(shí)施檢測(cè)每臺(tái)柜子的使用情況，延伸出的多種服務(wù)能夠摒棄傳統(tǒng)儲(chǔ)物柜的弊端，帶給用戶(hù)更多的便利。并在初代系統(tǒng)完成后，接入了更多的功能，如：手機(jī)充電、卡類(lèi)充值以及廣告等，將其打造成多元化的服務(wù)平臺(tái)?；诖髮W(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目——籃球場(chǎng)智能儲(chǔ)物柜的發(fā)展和研究，《智能儲(chǔ)物柜固定裝置的研究與應(yīng)用》一文應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)有的儲(chǔ)物柜固定裝置大多需要通過(guò)墻體連接固定，限制了儲(chǔ)物柜的安裝條件，實(shí)用性不強(qiáng)。因此，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種智能儲(chǔ)物柜固定裝置所述柜體外壁左右兩側(cè)底端分別固定連接護(hù)板，兩個(gè)所述護(hù)板相互遠(yuǎn)離的一側(cè)頂端分別固定連接固定塊。通過(guò)啟動(dòng)兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)螺紋桿轉(zhuǎn)動(dòng)，和螺紋桿螺紋配合的套板分別在滑塊和滑槽的限制下沿著螺紋桿方向下降，兩個(gè)套板分別帶動(dòng)兩個(gè)固定長(zhǎng)釘下降，直至將兩個(gè)固定長(zhǎng)釘插入地面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置在地面的安裝固定，從而使柜體不需墻面就能有效實(shí)現(xiàn)固定，適用于多種環(huán)境。

4.結(jié)語(yǔ)與展望：

中、大型機(jī)械使用日益普及，如儲(chǔ)物柜、飲水機(jī)等，現(xiàn)實(shí)社會(huì)對(duì)固定裝置的技術(shù)提出了實(shí)際要求，結(jié)合當(dāng)前生產(chǎn)中的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，本文從機(jī)械固定裝置國(guó)內(nèi)研究水平、固定裝置能解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、一種新的儲(chǔ)物柜固定裝置的提出三個(gè)方面展開(kāi)，以期能夠延長(zhǎng)機(jī)械使用壽命，繼續(xù)發(fā)揮機(jī)械對(duì)生產(chǎn)生活的巨大作用。