一種可旋轉智能儲物柜系統的研究與設計

劉松 牟世剛 劉自成

（德州學院機電工程學院， 山東 德州 253023）

一種可旋轉智能儲物柜系統的研究與設計

劉松 牟世剛 劉自成

（德州學院機電工程學院， 山東 德州 253023）

本設計為一種可旋轉智能儲物柜系統，包括：電源供電模塊、人員自動檢測模塊、溫度及濕度監測模塊、單片機系統控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風裝置、照明系統模塊、電機系統控制模塊、旋轉裝置、防潮裝置等。

儲物柜；系統化；人性化；智能化

本設計通過程序控制整個系統自動打開儲物柜的柜門，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至存取物窗口，及時方便用戶存取所需的物品，同時照明系統也隨之開啟；待存取所需的物品完成后自動關閉柜門，照明系統也隨之關閉，而且儲物柜上配備溫度及濕度監測模塊，可實時監測儲物柜內部的溫度及濕度，以便及時的對儲物柜內部的環境進行祛濕、除異味等操作。

1 研制背景及研究意義

現在市場上的儲物柜儲物功能一般比較的單一化，沒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，所以其無法給人們提供便利的服務。為了解決以上技術問題，我們設計了一種可旋轉智能儲物柜系統，它具有自動儲物、監測溫度及濕度、透風去味、防潮濕的特點，能夠自動實現開啟及關閉柜門、快速儲存物品、照明系統設施、監測柜內溫度及濕度、自動調整溫度及濕度以及除潮去味等多項功能，使儲物柜更加科技化、人性化、智能化，節約了人們的儲物時間和所需物品的儲存空間，以及保持物品所處環境的干燥，方便了人們的生活，延長了儲物柜的整體使用壽命。

2 設計方案及結構組成

儲物柜柜體內部設有一豎擋板，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模塊，柜體的中間部位設有上、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、右腔體內從上到下依次分別設有通孔板、通風裝置、通氣板和通氣管，通氣板與通氣管之間設有過渡網。

通風裝置包括小型風機，小型風機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通孔，小型風機與電源供電模塊相連接，通氣板與下隔板之間設有多個通氣管，在通氣板與下隔板之間的柜體內側壁上固定有溫度及濕度監測模塊，外側壁上固定有液晶屏顯示模塊，上隔板上方分別與左、右柜體組成的區域外邊緣處均設有柜門，該區域內均設有旋轉裝置。

旋轉裝置包括底座、旋轉軸和圓柱轉體，底座固定在上隔板上方，旋轉軸下端通過軸承設在底座上，上端設在圓柱轉體上，在圓柱轉體的中心處設有從上到下相連通的中心孔，旋轉軸上端從圓柱柱體的下端穿過中心孔，且該端通過軸承設在柜體內的頂壁上，圓柱轉體沿中心向外均勻發散有多個儲物小柜。下隔板下方分別與左、右柜體組成的區域外邊緣處均設有柜門，柜體的底壁上設有防潮層，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

一種可旋轉智能儲物柜系統，包括：電源供電模塊、人員自動檢測模塊、溫度及濕度監測模塊、單片機系統控制模塊、液晶屏顯示模塊、通風裝置、照明系統模塊、電機系統控制模塊、旋轉裝置、防潮裝置等。

3.1 當人員自動檢測模塊在一定的范圍內持續檢測到人靠近儲物柜的距離信號超過3秒的時候，人員自動檢測模塊將立即把此信號傳遞給單片機系統控制模塊，緊接著單片機系統控制模塊經處理完這些信息后發出指令信號給電機系統控制模塊和照明系統模塊，隨之電機系統控制模塊控制直流減速電機轉動將儲物柜的柜門自動打開，同時照明系統模塊控制儲物柜內部的燈光立即亮起，方便人們存取所需的物品。

3.2 當人員自動檢測模塊在一定的范圍內持續檢測不到人靠近儲物柜的距離信號超過3秒的時候，人員自動檢測模塊將立即把此信號傳遞給單片機系統控制模塊，緊接著單片機系統控制模塊經處理完這些信息后發出指令信號給電機系統控制模塊和照明系統模塊，隨之電機系統控制模塊控制直流減速電機轉動將儲物柜的柜門自動關閉，同時照明系統模塊控制儲物柜內部的燈光立即熄滅。

3.3 當儲物柜存取所需物品的時候，單片機系統控制模塊會通過控制旋轉電機來控制旋轉軸，通過旋轉軸的旋轉使旋轉裝置迅速將存取物窗口旋轉到人的面前，打開所需的儲物小柜，等待用戶取出物品或者儲存物品，之后智能關閉柜門。

3.4 當電源供電模塊接通后，溫度及濕度監測模塊實時監測儲物柜內部的溫度和濕度，并且將數據信息直接的傳遞給單片機系統控制模塊，當數據不在正常值范圍內的時候，單片機系統控制模塊經處理后會發出指令給通風裝置，通過通風裝置的智能化處理來保持柜內外溫度及濕度的平衡。

3.5 當儲物柜內部的潮濕程度不是很高的情況下，溫度及濕度監測模塊會將這一數據傳遞給單片機系統控制模塊，當數據不在正常值范圍內時，單片機系統控制模塊處理后會發出指令給儲物柜底壁上的防潮裝置，通過防潮裝置的智能化處理來保持柜內外溫度及濕度的平衡。

3.6 液晶屏顯示模塊直接與單片機系統控制模塊相連接，通過單片機系統控制模塊傳遞的指令實時顯示此時的時間、溫度、濕度等數據，各系統及模塊通過導線相連接，由電源供電模塊給各系統及模塊集中供電。

4 創新點及應用前景

目前市場上的同類產品大多功能單一、壽命短且造價較高，而本產品具有結構簡單，占用空間少，加工成本低，實用性好等優點，并且智能化程度高，減少了額外的設備投入，體現了人們對人性化和高效一體化的追求。

［1］ 夏繼強. 《單片機實驗與實踐教程》. 北京：北京航空航天大學出版社， 2001.

［2］ 趙曉安. 《MCS-51單片機原理及應用》. 天津：天津大學出版社，2001.3.

劉松（1995.01-），男，大學本科，研究方向：機械設計。

本文系2015年地方高校國家級大學生創新創業訓練計劃項目（項目編號201510448030）的資助。

TH692.3；TP273

A

1003-5168（2015）11-020-01