2020年折叠桌机械创新设计.doc

寝室便捷桌机械创新设计设计目的与意义为提高在校学生学****效率,为解决学生在八人寝室学****过程中带来的诸多不便,我们设计了寝室便捷桌,该新型折叠桌的三大功能能够很好地解决学生学****生活中在床上学****出现的问题,从而实现学生在寝室学****的便捷。当前市场上还没有出现一种能够实现在八人寝室中上下铺能够使用的书桌,因此寝室便捷桌的发展和应用显得越发重要。此外我国初高中学生均住八人寝室,学生在寝室学****有诸多不便,提高学生在寝室的学****效率势在必行,而推广经济实用的寝室便捷桌,对促进我国学生学****效率具有重要意义。一、设计的目标和任务      1、折叠功能:本作品采用机械原理中四杆机构模型,利用死点位置作为支撑点,并且使四杆恰好重叠在同一直线上,然后固定在床管上从而能够做到不多占空间,不用时能够折叠收起,用到时还原即可,简单易行,使用方便。       2、调节功能:本作品能够随着个人身高进行随意调节高度,并且不妨碍同学正常就寝,适合任何身高人群使用。固定打开后,由于尺寸比一般小桌子较大能够满足摆放日常书籍和电脑,同时在一旁写作业的需求,桌面能承受30-35公斤的重量,收回折叠后可作为床头靠垫以便休闲之需。二、机构设计便捷桌为实现在床铺上给人以实用方便又节省空间的特点,此设计作品固定在床管两侧(用管卡相互固定),其主要设计理念源自机械原理曲柄摇杆结构,桌板通过连杆机构实现折叠与展开,图1为便捷桌的结构图。123456a2645b1-床管2-桌板3-拉杆4-曲柄5-连杆6-机架图1便捷桌结构图如图1所示,便捷桌由桌板2、拉杆3、曲柄4、连杆5以及机架6构成,其中卡箍安装在机架的直径26的圆管上,另一头与床管1联接。当撑起桌面至水平面时(图1b所示),曲柄恰好到达死点位置,实现桌面功能;当收起桌面时,连杆机构的四杆可处于完全重合状态,使桌面垂直放置,以节约空间。为实现上述功能,必须对四杆机构进行设计计算,计算各杆长度。图2所示  ab 图2四杆机构设计为四杆机构的机构简图,其中AB为曲柄、BC为连杆、CD为桌板、DA为机架,设其长度分别为a、b、c、d,则为满足曲柄存在条件,应满足杆长条件:a而在图2的a位置,桌板水平放置时,机构形成一直角三角形,则应有如下关系:b在图2的b位置,桌板竖直放置,则四杆应能在同一直线上,此时应满足如下关系:c上述三式通过整理得:如下两式:①②由于桌板c的长度受桌板实际宽度限制,所选桌板宽为400mm,考虑到实际安装问题,选c=300mm。此时,若给定曲柄a的值,则根据式①②,可联立解出连杆b和机架d的值。本设计应用MATLAB进行数据运算处理(程序见附录),通过反复试算,选取当a=180mm时,b=d=225mm。在图1b中,当桌面恰好水平时,连杆5与曲柄4在同一直线上,考虑到重力作用连杆连接点会向下转动,故在连接点处焊接一挡板,结构如图3所示:图3连杆结构为实现便捷桌与床管连接,在机架旁分别焊接一圆管,从而用卡箍将机架与床管相互连接,结构如图4所示图4机架结构图5为本设计的三维结构图abcdef图5便捷桌的