壓力敏感滑輪伸縮椅的設(shè)計(jì)與研究

王思路，胡佳佳，陳哉李，張旦婷，王永佳，呼格吉樂（湖州師范學(xué)院　理學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，浙江　湖州　313000）

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壓力敏感滑輪伸縮椅的設(shè)計(jì)與研究

王思路，胡佳佳，陳哉李，張旦婷，王永佳，呼格吉樂
（湖州師范學(xué)院理學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，浙江湖州313000）

摘要：基于對(duì)普通椅子結(jié)構(gòu)的深入研究，研制出了“伸縮椅”模型。此款伸能夠很好地解決一些現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題，可以為人們的生活提供方便。本文詳細(xì)介紹了此款伸縮椅的設(shè)計(jì)與制作。

關(guān)鍵詞：伸縮椅；模型；壓力；滑輪

1　引言

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，我們接觸物品之一就是椅子，而椅子的移動(dòng)總會(huì)發(fā)出刺耳的聲音，十分影響我們的生活和心情，而此款伸縮椅就能解決這個(gè)問題，當(dāng)這個(gè)椅子沒有超過一定數(shù)值的壓力時(shí)，這個(gè)椅子是以滑輪的形式存在，而當(dāng)伸縮椅受到的壓力超過一定的數(shù)值時(shí)，椅子的滑輪會(huì)縮進(jìn)凳角中，這樣椅子就不會(huì)移動(dòng)。同時(shí)此款椅子也有一個(gè)開關(guān)，當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，不論壓力有多大，滑輪也不會(huì)伸進(jìn)凳角中，充分實(shí)現(xiàn)了這款伸縮椅的兩用型。

2　功能簡(jiǎn)介

“伸縮椅”通過壓力傳感器感知椅子的壓力變化，然后通過壓力使彈簧進(jìn)行伸縮，進(jìn)而帶動(dòng)其內(nèi)部滑輪的伸縮，從而達(dá)到椅子的自動(dòng)伸縮的效果。充分的解決了 現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題。

3　“伸縮椅”的主要結(jié)構(gòu)

圖1

4　“伸縮椅”的物理原理

利用了“胡克定律”的原理。即利用彈簧的伸縮來(lái)控制滑輪的伸縮，用調(diào)節(jié)開關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)其滑輪高度和伸縮。

5　“伸縮椅”的制作方法

一種壓力敏感滑輪凳腳套，包括殼體1，所述殼體1上設(shè)置有凳腳槽2、彈簧腔3和滑輪腔4，凳腳槽2上設(shè)置有鎖緊裝置21，彈簧腔3內(nèi)設(shè)置有彈簧31和圓柱塊32，并且彈簧腔3腔壁上設(shè)置有調(diào)節(jié)開關(guān)33，滑輪腔4內(nèi)設(shè)置有減振片41和滑輪42，所述彈簧31與圓柱塊32固定連接，并且圓柱塊32通過連桿43分別與減振片41和滑輪42固定相連。

進(jìn)一步的，所述鎖緊裝置21為帶有橡膠層211的旋轉(zhuǎn)式螺栓結(jié)構(gòu)。鎖緊裝置21上有凸出殼體1的旋轉(zhuǎn)部分，人手可以抵住此凸出部分輕松地將凳腳套套入凳腳中。當(dāng)?shù)誓_插入凳腳槽2后，通過旋轉(zhuǎn)鎖緊裝置21，將橡膠層211牢牢卡在凳腳上，有效地將凳腳和此凳腳套固連在一起。

進(jìn)一步的，所述圓柱塊32上設(shè)置有圓孔321。

進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)開關(guān)33為末端為圓臺(tái)形的旋轉(zhuǎn)式螺栓結(jié)構(gòu)。一般情況下，調(diào)節(jié)開關(guān)33末端不伸入彈簧腔3；當(dāng)需要鎖定滑輪42或是調(diào)節(jié)椅子的高度時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)開關(guān)33，將其圓臺(tái)形末端伸入彈簧腔3，并且插入到圓柱塊32上的圓孔321。調(diào)節(jié)開關(guān)33插入圓孔321達(dá)到了鎖定滑輪42的目的；選擇不同位置的圓孔321，可達(dá)到調(diào)節(jié)座椅高度的目的。

（1）用合金制作成外面的套。

（2）彈簧伸縮裝置：用合金制作一個(gè)直徑為3CM的，高為5CM的圓柱體，內(nèi)置一個(gè)有一定承重能力的彈簧。

（3）圓柱底面用一個(gè)可伸縮的底代替，并配置一個(gè)開關(guān)即一個(gè)調(diào)節(jié)開關(guān)，可打開和閉合一個(gè)可伸縮的底面并裝上一個(gè)減震片。

（4）滑輪固定在彈簧底端即可。

6　“伸縮椅”的使用說明

只要人坐上去，彈簧就會(huì)壓縮，使滑輪進(jìn)入凳腳套內(nèi)，那么凳子就不會(huì)移動(dòng)，如果想讓凳子的坐上去呈現(xiàn)滑輪的狀態(tài)，只要打開開關(guān)即當(dāng)滑輪呈現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)時(shí)，通過調(diào)節(jié)開關(guān)把開關(guān)插進(jìn)氣筒圓柱體的洞中，使鐵板彈出，不讓滑輪伸進(jìn)凳角中。

7　相關(guān)拓展

我們的壓力敏感伸縮滾輪椅利用壓力傳感器來(lái)控制滾輪的伸縮和收放，通過椅子上感應(yīng)的壓力來(lái)控制滾輪，滾輪的移動(dòng)可以減少與地面的摩擦而發(fā)出較少的聲音。普通的椅子與地面有較大的摩擦力，在移動(dòng)的時(shí)候，發(fā)出較大的響聲，我們的原理就避免了這樣的事情發(fā)生。當(dāng)椅子承受到壓力的時(shí)候，滾輪收縮進(jìn)入椅子，不會(huì)因?yàn)闈L輪發(fā)生滾動(dòng)，與市面上帶滾輪的椅子有所不同，它會(huì)在坐下時(shí)候移動(dòng)，但我們的設(shè)計(jì)是有壓力時(shí)候椅子保持靜止不動(dòng)。在壓力小的時(shí)候，滾輪就出現(xiàn)在椅腳外，可以隨意移動(dòng)椅子。我們的設(shè)計(jì)在制作的過程中非常方便，同時(shí)加工成本也非常低。

我們?cè)O(shè)計(jì)的椅子在各個(gè)方面都會(huì)有很好的幫助。學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)，人移動(dòng)帶動(dòng)椅子移動(dòng)影響到其他同學(xué)，我們?cè)O(shè)計(jì)的椅子就有很好的作業(yè)避免發(fā)出聲響，工作中生活上都可以有很好的幫助，應(yīng)用范圍相當(dāng)?shù)膹V泛。

浙江省新苗人才計(jì)劃大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目2015R427010

指導(dǎo)老師：呼格吉樂。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.033

作者簡(jiǎn)介：王思路（1995-），女，浙江金華人，學(xué)生。