机械创新设计说明书 自动升降刷鞋鞋智能柜

智能升降旋转刷鞋鞋柜

设计者：陈挺蒋思汗刘诚亮

指导老师：张云玲龚晓群

（南京工业职业技术学院机械工程学院，南京210046）

摘要：通过对现存的多种鞋柜的分析比较，设计了一款可以自动升降、自由旋转、自动擦鞋、恒温控制的鞋柜，鞋架由丝杆的转动来实现上升与下降，使使用者不必弯腰就能拿到想要的鞋子。该设计结构简单，成本低，而且使用方便。

关键字：自动升降；自由旋转；自动擦鞋；恒温控制；鞋柜

1引言

随着城市化进程的加快，经济社会快速发展给人们的生活带来了显着变化，鞋柜作为为人们生活的必需品。在大多数家里，鞋柜总是被摆在客厅的入门处，一副厚重深沉的样子。往往，它必须同时肩负着放鞋子和杂物的功能。它的面上被摆满了钥匙、发票、随手拿到的宣传卡片、银行账单等等。而它的身体里呢，性感的细带高跟鞋和可爱的毛拖鞋挤在一起，运动鞋和皮鞋亲密接触着。看起来一个鞋柜是如此的充实和忙碌，而它却又如此的被主人忽视，但其潜在的市场容量非常巨大。由于我国在2001年至2010年期间，平均每年将新建3.5亿平方米的住房，同时还有大量的二手房上市，使每年国内装修市场需求量大于400万户，而鞋柜是家庭装修必需品，这些大量新建住房和二手房的上市及装修，使鞋柜的需求形成了一个巨大的潜在市场，单就家庭消费群体来看，如果仅有95%的家庭装修选择使用鞋柜，这一市场容量也达380万台。

2鞋柜现状分析

现在很多家庭还使用着传统的鞋柜，无法摆脱古板的外貌，以及无法改变固定的款式，无法使人们从中得到真正的方便。虽然鞋柜在功能有了一定的发展，例如智能鞋柜，在普通的鞋柜上增加一些部件，例如恒温系统、杀菌系统以及擦鞋系统等，但还是无法打破传统的款式的格局，而且安全性能不够高，不够环保，价格过高不适合大规模的推广，况且生产该产品的成本也不够低。还有它们取鞋还是那么的麻烦。我们正努力吸取他们好的技术，综合各方面的材料，我们设计出了一款经济实用、简洁方便。外形优美、绿色环保的智能升降旋转鞋柜。

3智能升降旋转鞋柜装置的结构及其操作的基本原理

智能升降旋转鞋柜是一种方便人们取鞋找鞋的鞋柜，该装置采用机电一体化的

设计。主要由单片机控制驱动器，由驱动器来驱动步进电机，使步进电机转动直接传递丝杆，使丝杠转动带动鞋架能够上下移动的机构。其中主要是单片机控制驱动器，从而驱动步进电机转动一定的圈数，同时选择一定范围内螺旋角的丝杆，使得鞋架的某一层上升到固定的平面上，利用丝杠自锁原理使鞋架能够停止在某个层面上而不会下落。也就是说，当使用者要取第一层的某一双鞋子时只需要按一下键盘上的“上升”按钮就能实现驱动器驱动步进电机正转一定圈数，使得鞋架第一层升高到固定平面上，然后使用者就可以在与自己垂直的平面旋转鞋台找到自己想要的鞋子，无需使用者弯腰，即当鞋架第一层在上升到固定的位置时，单片机使得驱动器停止对步进电机驱动作用，从而使步进电机停止转动，让鞋架第一层刚好停止在固定的平面上，使用者就能轻易的看见并取出自己想要的鞋子。如果要取第2层鞋架上的鞋子，只要再按一次“上升”按钮就能够取到第二层上的鞋子了。如果使用者想要将鞋架一层一层的降下来的话，他也只需要按键盘上的“下降“键就可以了，即当使用者按下“下降”键时，单片机使驱动器驱动步进电动机反转，使丝杠反转从而带动鞋架下降，当鞋架某层下降需要的位置时，单片机使驱动器停止驱动步进电机，则鞋架保持在这一层上。除了这些，智能升降旋转鞋柜还具有恒温加热控制系统，只要使用者需要把自己的鞋子变得更加干爽一些，只需按一下面板上的温控开关，恒温加热系统就会自动烘干。同时，智能升降鞋柜还具有自动擦鞋机构，只要使用者把一双等待擦拭的鞋子放入擦鞋机构中，擦鞋机构就会自动擦拭鞋子，免去使用者的抬脚擦鞋的烦恼和等待的时间；除此之外，在此机构中，我们还设计了收集灰尘装置，这样可以减少灰尘飞溅，保证有个清洁的环境。

鞋柜主体装配示意简图滑轨

擦鞋机示意简图

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4装置详细设计

控制结构图电路连接模拟图

地线驱动器

地线下

上单

片

机电

源

开

关

动力源的选择

本设计动力输入源为步进电机。

电动机选择功率为15W ，步进电机。

丝杆M18X300,螺距12

作品实物照片

5装置创新特色

该设计创新点包括

1）该鞋柜巧妙设计的自动升降自由转动结构，实现了层与层之间自由升降，同时实现定轴360度自由转动的功能。:

2) 利用圆形转盘鞋架的设计，减小空间的使用。

3) 采用丝杆结构，不仅简单，而且容易控制。

4) 与普通鞋柜相比，升降鞋柜可以帮助下蹲与弯腰等有困难的人群,使取鞋更加方便。

5) 该鞋柜取鞋方式与传统鞋柜的开放式结构不同,更加节约了使用空间。

6) 机电一体化的运用，以人为本。

7) 直角三角形斜边最长，巧妙的将鞋长作为三角形的第三边进行摆放，缩短了鞋柜的高度与底面积，充分利用空间。

8) 鞋台的结构设计适合不同类型的鞋子存放,更加适合不同人群的使用.

9) 机构简单，操作容易，同时具人性化的设计。

10）打破弯腰开门的传统设计。

11）有恒温控制系统，使你每天都有舒适、干爽的鞋子。

12）擦鞋机构会自动擦拭鞋子，免去使用者的抬脚擦鞋的烦恼和等待的时间；

13）我们还设计了收集灰尘装置，这样可以减少灰尘飞溅，保证有个清洁的环境。

总结

随着城市化进程的加快，经济社会快速发展给人们的生活带来了显着变化，鞋柜作为为人们生活的必需品。人们对家居环境的要求也在发生着变化。在挑选家具时，人们不仅关注家具的实际使用功能，还注重家具的装饰美化功能。人们对鞋柜产品的要求也不例外。人们不仅讲究经济实惠，更追求简洁方便。为了让人们切身感受到简洁方便，同时为了更好的建设我们美好的家园。我们研发并推荐出一款绿色环保、价格优惠、质量可靠、简洁方便的智能升降旋转鞋柜，我们相信这个简单的鞋柜可以为我们的生活添光添彩，细心的呵护我们广大的用户，让我们的家园变得更加美好。