自動升降儲物柜的設計與開發

王作邦+趙斐

摘 要：近年來，隨著生活水平的提高，人們對社會消費的質量和數量的要求以及對社會的服務質量也在逐漸的增加。各種各樣的自動儲物柜陸續的產生了。它具有使用操作簡單、安放可靠、抗干擾性強的特點，能夠更好的服務于不同市場的廣大群眾。本項目主要闡述了一種基于單片機儲物柜的設計，以Arduino單片機為核心，以及傳感器等組成。最終實現按鍵開門取物的功能。

關鍵詞：C語言；單片機；儲物柜

1 緒論

1.1 產品意義

隨著房價的增長，屋內空間的充分利用就顯得格外的重要。很多地方，屋內上層空間利用不到位，有時取物還要爬高到上層，極其不方便，而且還危險。對于一個企業來說，優化空間可以提高企業利用率，控制倉庫成本，降低整個企業的運營成本。對于家庭來說，充分利用上層空間，可增加屋內的活動范圍。為此我們設計了一個自動升降儲物柜，方便利用上層空間，減少取物的時間，提高生產效率，方便人們的生活。

1.2 項目研究內容

產品的功能：可實現儲物柜內的物體可控制升降，不但可充分利用上層空間，而且可以方便使用者的快捷存取。

儲物架材料：為保證基本的功能，在經濟成本合理情況下盡可能地質量小強度高。

儲物柜品需要一定的承載能力，所以本產品的內部框架采用了鋼結構設計；載物裝置需要一定的光澤性和耐磨性所以采用了硬質塑料的設計；本產品的外殼由于強度的需要采用的鐵板鈑金的處理，外表進行涂裝噴塑達到美觀的效果；在柜門的設計上我們采用的透明玻璃材質便于使用者觀看內部情況。

傳動方案：為了實現各個儲物箱及貨物平穩的上下，本裝置采用了鏈輪和特種鏈條的傳動方式。將儲物盒通過圓柱桿掛載到特種鏈條上，從而帶動設備的整體運動。

儲物架布局：在空間占用合理的情況下，滿足在上下平行的移動、圓周移動、水平移動等情況下選擇了首尾回旋連接布局方式。

產品優勢：使用方便快捷、噪聲小、耗能小、空間利用率高。

2 儲物柜的整體設計方案

2.1 功能分析與實現

功能：本自動儲物柜能夠實現物品（圖書、資料文檔、日常用品）存儲并合理擺放的功能，對日常的東西起到了整理，合理安置的作用。為生活、工作提供了便利。

實現：當需要存放物品時，可按動對應儲物箱的編碼按鈕，對應儲物箱即可出現在存取口，開門存放即可；當需要取出物品時，按動對應儲物箱的編碼按鈕，對應儲物箱即可出現在存取口，開門取出即可。

2.2 儲物柜機械結構的設計

儲物柜內部采用鏈輪與工業鏈條機構，在步進電機驅動下，實現任意角度的旋轉，從而能精確的控制儲物架的對應位置，在一定程度上能增加其準確性。

2.3 儲物柜控制系統

此系統采用Arduino作為主控系統，搭配步進電機驅動器為輔助，以及按點開關作為輸入，從而實現了靈活方便的控制，能簡化其操作性，更好的為生活、工作提供便利。

2.4 儲物柜人機工程

本儲物柜的外觀尺寸及存取口的位置設計查閱了人機工程學手冊，使本儲物柜更為適合各個身高梯度的人們使用。

2.5 設計模型圖（見圖1）

3 儲物柜調試

在設計模型的初步裝配之后進行了一次實際運作模擬，在模擬運作的過程中出現了輕微的卡動，我們組員進行了具體的分析找到了多處原因所在，之后對某些零件的尺寸進行了調整，最后對本系統的步進電機以及鏈輪的位置進行詳細精確的調整，裝配精度也得到了提高，使儲物架轉動時，能正好轉動到要到達的位置。

4 結束語

本設計的主要任務是設計一個Arduino單片機為核心的自動儲物柜，本設計主要分硬件和軟件部分，通過軟件和硬件的集合調試，符合加工工藝，滿足設計要求。

參考文獻

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作者簡介：王作邦（1995-），男，遼寧大連人，沈陽城市建設學院14級交通與機械工程系機械一班學生。

趙斐（1995-），男，內蒙古呼和浩特人，沈陽城市建設學院14級交通與機械工程系機械二班學生。