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1、1中国计量学院现代科技学院本科毕业设计（论文）中国计量学院现代科技学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名： 学 号：专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 设计（论文）题目： 家庭全自动取收鞋柜设计 指导教师： 副研究员 系： 机电工程系 2012年 03 月 20日家庭全自动取收智能鞋柜设计开题报告一、 课题背景和意义 本课题源自2012年浙江省第九届大学生机械设计竞赛暨第五届全国大学生机械创新设计大赛选拔赛，以“幸福生活今天和明天”为主题，以“休闲娱乐机械和家庭用机械的设计和制作”为内容，在此背景下，经罗文老师指导，小组成员的共同努力下，完成此项目。通过为期一个多月的努力，我们团队设计完
2、成的家庭全自动收取鞋柜也荣获了浙江省第九届机械设计竞赛三等奖。据调查了解鞋柜是家家户户必备的家居用品，其本身的市场容量是不容质疑的，传统鞋柜每年的需求量至少在200万台以上，而家庭全自动取收鞋柜最大的诱惑力在于其潜在市场的爆发。传统鞋柜企业在研发、生产等环节存在问题。未从各方面关注人们的生活方式入手，深入了解现代家居生活，不同人群对鞋柜生产的真正需求，用人性化的理念来完善研发、生产环节。可以预测，家庭全自动取收鞋柜的发展过程将类似于电子消毒碗柜的发展历程。近年来脚病复发的频率越来越高，随着人们对生活质量的要求越来越高，人们的工作节奏也越来越快，追求健康、高效、品味、与享受的品质生活。传统的鞋柜
3、已无法满足人们心理上的需求，家庭全自动取收智能鞋柜也将逐步替代传统型鞋柜，就像现在每个家庭必备的电子消毒碗柜一般，家庭全自动取收鞋柜的出现必然会掀起一场鞋收纳和鞋护理以及高效率的革命。 图1-1传统家用鞋柜 本作品主要采用家用鞋柜改装的，集机械传动与电路控制为一体，加上自动取鞋与存鞋等功能集新颖、科技、健康、自动为一体的全新意义的鞋柜。本作品家庭实用性高，自动化方便。主要采用家用鞋柜改装，增加机械传动装置，利用带传动，齿轮齿条传动，丝杆传动，导轨衔接等结构的组合，加之控制电路的定向控制，实现可根据需求全自动定向取鞋和收纳换下的鞋的功能。解决了因某些原因不能弯腰，或不便用手取鞋的问题，起到防尘和
4、家居整洁的效果。鞋柜功能多元化，配备了紫外光杀菌消毒以及自动清洁功能等装置。同时本产品本身改造潜力大，还可配备干燥、除臭等一系列功能。二、研究内容和拟解决的主要问题2.1 研究内容 通过机械传动装置与电路控制为一体，实现可根据需求全自动定向取鞋和收纳换下鞋的功能，配备紫外光杀菌消毒以及自动清洁等功能装置，制作集新颖、科技、健康、自动为一体的全新意义的鞋柜。2.2 主要功能 通过单片机控制小车达到自动取鞋与存鞋的功能，为人们提供便捷； 可以通过自动擦鞋机帮助人们擦鞋，功能多元化 在鞋柜内安装了紫外杀菌灯，通过紫外光达到杀菌的效果 本产品本身改造潜力大，还可配备干燥、除臭等一系列功能。2.3 主要
5、参数本作品采取与实物3：4的比例进行缩小。鞋柜尺寸为800mm415mm750mm功能实现过程：脚踩形式按击，弹出鞋柜控制键盘，首先，按击自己想换取的鞋所在抽屉的号码按钮，同步轮转动两竖立丝杆，从而带动小车上下运动到位；接着通过横向齿轮在齿条上的运动，带动小车做横向运动，到选定的格子处；通过齿轮齿条传动带动导轨伸入格中叉起鞋抽屉（内装需要换的鞋子），取出抽屉；此时换鞋口装置工作，将换鞋口打开。利用丝杆传动，将叉有鞋盒的小车传动到指定的换鞋口。换鞋完成后，按击储存按键，鞋盒随小车返回，换鞋口装置工作将门关闭，丝杆传动，鞋盒随小车返回到先前取鞋格，齿轮传动放鞋完成后小车回归初始位置，整个过程结束。
6、2.4 拟解决问题1) 小车上下运动机构设计；2) 机械传动的设计；3) 提供机构动力电机的选型；4) 两竖立丝杆规格的选择；5) 小车斜板前后运动装置的选择。三、 技术路线、研究方向与可行性分析3.1鞋柜柜体制作工艺流程鞋柜柜体为全实木、人造板与实木结合，艺术玻璃与人造板结合，人造板贴皮等。所有人造板均采用E1级，防止加热后甲醛散发，保证产品环保。木质结构的鞋柜采用五金件连接，成本低有安全。木质柜体生产工艺与检验流程为：板材检验开料开槽打孔封边检验装五金件产品检测整体检验。3.2工作流程设计 功能实现过程： 脚踩形式按击（后文简称按击），弹出鞋柜控制键盘，首先按击换鞋按钮，按击自己想换取的鞋
7、柜内鞋子，位于横向丝杆导轨机 构上小车运动到选定的格子处，通过齿轮齿条传动带动导轨伸入格中叉起鞋盒（内装需要换的鞋子）。然后传动带出格子，此时换鞋口装置工作，将换鞋口打开。利用丝杆传动，将叉有鞋盒的小车传动到指定的换鞋口。换鞋完成后，按击储存按键，鞋盒随小车返回，换鞋口装置工作将门关闭，丝杆传动，鞋盒随小车返回到先前取鞋格，齿轮传动放鞋完成后小车回归丝杆轨道，整个过程结束。3.3家庭全自动取收鞋柜采用的机构及传动分析为完成设定的动作要求，本作品将采用齿轮齿条传动、带传动、丝杆传动等传动，齿轮齿条机构、曲柄摇杆机构等。有效地完成预期的功能。下表为作品采用的传动及机构：表3-1机械传动及机构性能分
8、析表传动（机构）类型所属部件性能分析丝杆传动小车上下运动装置传动效率高，启动力矩小，传动灵敏平稳，工作寿命长；保证抬升工作得以快速、平稳。带传动丝杆同步运动装置具有良好的弹性，能起吸振缓冲作用，因而传动平稳，噪音小；结构简单，成本低，加工和维护方便。齿轮齿条机构小车前后、左右运动传动平稳，效率高，行程大。曲柄摇杆机构小车斜板前后运动装置具有较好的急回运动特性3.4可行性分析作品主要采用家用鞋柜改装，增加机械传动装置，利用带传动，齿轮齿条传动，丝杆传动，导轨衔接等结构的组合，加之控制电路的定向控制，实现自动取鞋和换鞋的功能。鞋柜小车自动上升下降机构主要由两根丝杆，轴承，螺母，由电机带动丝杆运转，
9、达到小车自动上升下降；鞋柜左右运动机构主要由齿条、齿轮、滑杆组成，由电机带动齿轮在齿条上沿着滑杆左右运动；由齿条、齿轮、鞋子输送平板、滑杆组成、由电机带动齿轮，继而带动齿条，带动与齿条固定在一起的鞋子输送板，完成存取鞋子的功能。促使作品具有整体机构简单，噪音小，成本低，传动效率高，启动力矩小，传动灵敏平稳，保证抬升工作得以快速、平稳，加工和维护方便。5 创新点及应用 1）上下班进出门时便于自动取鞋和存鞋，家庭实用性高，自动化方便；2）操作和控制简便，人们可以很容易地使用它；3）鞋柜一体化，有效防止家中孩子随意翻弄，防尘卫生安全整洁，提高家庭用鞋柜的便捷性和防尘效果；4）方便家中弯腰活动不便的老
10、人、孕妇，换鞋时候有一定便捷性；5）配备了紫外光杀菌消毒以及自动清洁功能装置，增加夏冬季鞋柜的相互转化，鞋柜功能多元化；6）本产品改造潜力大，还可配备干燥、除臭等一系列功能。据调查，传统鞋柜每年的需求量至少在200万台以上，这些鞋柜除了被使用在普通家庭外，还使用在宾馆、办公室、足浴堂、桑拿院、游泳场、温泉浴场、健身俱乐部等各种场所，这些场所都是多功能自动鞋柜的潜在市场。随着人们对生活质量的要求越来越高，人们的工作节奏也越来越快，传统的鞋柜已无法满足人们心理上的需求。而休闲自动鞋柜家庭实用性高，自动化方便，增加杀菌消毒以及清洁功能装置，功能多元化。同时作品本身升级改造潜力大，可以增加干燥、除臭等
11、装置，以及增加夏冬季鞋柜的相互转化，便于整理，使鞋柜功能多元化。同时，本产品结构较为简单，制作成本较低，基本上的家庭用户都可承受，因此，应用前景很广。四、实施计划1）第 1 周 确定毕业设计题目；2）第 2 周 查阅收集相关资料；3）第 3 周 准备开题报告，确定课题结构与思路，制订毕业设计实施计划；4）第 4 周 完成文献综述；5）第 5 周 查看翻译英文文献；6）第 6 周 完成开题开题报告，并制作答辩PPT；7）第 7 周 开始确定鞋柜的工作流程并进行可行性分析；8）第 8 周 查找相关机构、传动的性能与特定，并进行可行性分析、对比选择；9）第 9 周 确定各机构设计方案及进行理论计算；
12、10）第 10 周 准备中期检查，对内容做相关的改进；11）第 11 周 绘制家庭全自动收取鞋柜三维图；12）第 12 周 完成毕业设计初稿；13）第 13 周 修改毕业设计；14）第 14 周 上交论文、图纸，接受答辩；参考文献1 陈秀宁，施高义机械设计课程设计 （第二版）杭州：浙江大学出版社，20042 朱龙根机械设计北京：机械工业出版社，20063 成大先机械设计手册（第四版）北京：化学工业出版社，20024 赵明岩. 大学生机械设计竞赛指导. 浙江：浙江大学出版社，20085 邹慧君,张春林，李杞仪等.机械原理.现代制造工程，20066 Proe/ENGINER Wildfire 4.0机械设计实例教程/博创设计坊编著.北京：清华大学出版社，2008.67闵丽红家庭鞋柜的人性化设计与初探j家庭与室内装饰，2009（9）8闵丽红成品鞋柜的发展历程与存在问题林产工业，2011（5）9 杨圣. PIC系列单片机的原理与实践M . 合肥: 中国科学技术大学出版社, 200310欧阳亚秋，唐宗渤，刘洪林.一种新型智能电子消毒鞋柜的设计与实现.201211高宏军.智能化鞋柜的功能、结构与生产工艺.家具，2011年第6期10
