可伸縮調(diào)節(jié)的學(xué)生課桌輔助面板的設(shè)計(jì)與制作

項(xiàng)林舒暢

摘 要：通過將木質(zhì)面板兩側(cè)的連接條固定在學(xué)生課桌一側(cè)，并調(diào)節(jié)木質(zhì)面板下方的金屬伸縮桿，從而調(diào)節(jié)木質(zhì)面板的高度，使產(chǎn)品在不使用時(shí)能夠最大限度地節(jié)省空間。由于金屬伸縮桿與木質(zhì)面板呈一固定角度，木質(zhì)面板在高度調(diào)節(jié)的過程中能夠始終保持水平，有效解決了水杯、筆筒等生活、學(xué)習(xí)用品被打翻的問題。

關(guān)鍵詞：可伸縮調(diào)節(jié)；金屬伸縮桿；木質(zhì)面板

一、發(fā)現(xiàn)與明確問題

水杯、筆筒等是我們在教室中常用的物品，但是在使用的過程中常常會因打開桌蓋而將其打翻、損壞，給我們帶來了許多不方便，造成了時(shí)間和金錢的浪費(fèi)。

因此，我們經(jīng)過考慮決定制作一個(gè)“可伸縮調(diào)節(jié)的學(xué)生課桌輔助水平面板”來解決以上問題，并拓展了桌面的可用空間，也能更好地保護(hù)自己的物品。我們意識到原本就狹窄的過道，在放置產(chǎn)品后為同學(xué)們的通行制造了更多的不便。于是我們想到利用桌面與抽屜的水平差，盡可能地減少空間占有量，得出設(shè)計(jì)要求2，根據(jù)水杯和筆筒不可倒置的特點(diǎn)，我們得出設(shè)計(jì)要求3。

設(shè)計(jì)要求：

1.上課時(shí)可將面板調(diào)節(jié)至與桌面水平的位置并保持穩(wěn)定。

2.不使用時(shí)可將其收縮至桌面?zhèn)认路娇烤o抽屜。

3.面板始終保持水平。

4.結(jié)構(gòu)有良好的穩(wěn)定性和承重性。

5.結(jié)構(gòu)簡單易于操作、可拆卸。

二、制定設(shè)計(jì)方案

1.設(shè)計(jì)分析

材料：木板、鐵片、塑料管、金屬伸縮桿。

連接方式：剛連接、鉸連接。

2.方案構(gòu)思

構(gòu)思過程：使用兩種連接件使木質(zhì)面板始終保持水平并能進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，在不使用時(shí)能夠?qū)⑵涫湛s至桌面?zhèn)认路剑⒕o靠抽屜，以便盡可能地節(jié)省空間。

3.方案呈現(xiàn)

考慮到學(xué)生課桌的桌面采取翻蓋的形式，為了使產(chǎn)品始終保持水平，并且在不損壞學(xué)生課桌的基礎(chǔ)上，達(dá)到便于安裝和拆卸的目的，于是我們作出如下與桌子連接的連接件設(shè)計(jì)圖：

三、制作模型

1.準(zhǔn)備材料

木板若干金屬伸縮桿一根、鐵片若干、塑料管。

2.制作步驟

第一步：制作面板

畫線后用木工鋸對木板進(jìn)行鋸割，得到所需尺寸的面板，并加工兩個(gè)圓孔。

在制作和加工兩個(gè)圓孔的過程中，由于木板較厚，我們只好用圓規(guī)畫出兩個(gè)等面積的圓，用臺鉆沿著圓鉆出若干個(gè)孔。一開始我們采用木工鑿，想將鉆孔后的圓形木板從面板上鑿下，結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)這種方法十分費(fèi)力耗時(shí)，最終我們改用鋼絲鋸，將圓形木板鋸下（用于放置水杯與筆筒），并用銼刀將其磨光滑。圓孔沒有進(jìn)行大小條件的功能，就限制了放置物品的大小與種類，為此，我們想到使用“蛋袋”的形式，實(shí)現(xiàn)小物品的放置。

在加工過程中，我們體會到當(dāng)制作出現(xiàn)困難時(shí)，換一種工具：換一種方法、換一種思路，或許會為我們的制作帶來便利與轉(zhuǎn)機(jī)。

第二步：安裝鏈接用的小木塊

在面板的底部安裝一塊小木塊用來連接金屬連接桿，使面板保持水平。

第三步：制作面板與課桌的連接件——側(cè)面連接條

將兩根較細(xì)較短木條鉆孔并鋸割，作為側(cè)面連接條，將兩個(gè)側(cè)面連接條和彎折的鐵片進(jìn)行鉆孔并連接，使鐵片可以剛好卡在課桌抽屜的邊沿上。

第四步：連接面板與側(cè)面連接條

用元寶螺帽將兩根連接條連接在面板的兩端，使連接條可轉(zhuǎn)動(dòng)。

在改用元寶螺帽之前，我們直接采用兩根螺釘將兩根連接條連接在面板的兩端，由于螺釘較長，且螺紋易對連接條內(nèi)側(cè)產(chǎn)生一定的磨損，最終導(dǎo)致面板與連接條的松動(dòng)，面板在使用時(shí)易左右晃動(dòng)。所以我們換用元寶螺帽將連接條進(jìn)行固定，有了元寶螺帽的幫助面板不僅擁有了較好的穩(wěn)固性，并且可以進(jìn)行水平上的調(diào)整。

這種材料上的改進(jìn)，對于產(chǎn)品整體性能的改進(jìn)起到很大的作用，我們從中得出細(xì)節(jié)的變化也會對整體發(fā)展起到推動(dòng)作用。

第五步：制作金屬伸縮桿的固定部分

將金屬伸縮桿下端套在塑料管內(nèi)，上端與面板底部的小木塊連接，實(shí)現(xiàn)面板的升降調(diào)節(jié)。

第六步：組裝成型

四、測試、評估及優(yōu)化

我們對產(chǎn)品進(jìn)行了技術(shù)試驗(yàn)，面板可以升至頂部并保持水平，有著良好的承重能力。金屬伸縮桿推拉順暢，面板能夠始終保持水平，能起到較好的升降效果。

優(yōu)化：

1.側(cè)面連接條固定部分的改進(jìn)

原本采用的鋁合金材料較薄，材質(zhì)較軟，彎折后卡在課桌抽屜邊沿上時(shí)，不是很牢固，而且多次使用后易變形。產(chǎn)品無法在打開桌蓋后保持水平，并且容易晃動(dòng)和掉落，承重性也較差。因此，我們將鋁合金片改為強(qiáng)度更好的鐵片。

改進(jìn)后，連接件的強(qiáng)度得到了極大的提高，鐵片能夠緊緊地卡在抽屜邊沿上，即使打開桌蓋，產(chǎn)品仍然能夠正常使用，并且具有良好的承重能力。

2.側(cè)面支撐條材料的改進(jìn)

由于原先的木料材質(zhì)強(qiáng)調(diào)不夠，我們在加工過程中出現(xiàn)了許多問題，比如我們在鉆孔時(shí)將木板下方破損，或者無法將木條內(nèi)部加工得十分光滑，也將影響到面板使用的順暢度。（如下圖）吸收了錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)后，我們換用強(qiáng)度更好的木材，并改進(jìn)了加工方法。

在制作連接條的過程中，我們一開始用臺鉆鉆孔后使用鋼絲鋸，鋼絲鋸加工后，木材十分粗糙，且這種方法加工速度十分緩慢，由于縫隙過小，木工銼無法伸入加工，導(dǎo)致我們一開始制作的連接條無法使用。改變材料后，我們使用鉆頭，讓木條左右移動(dòng)，從而加工出我們所需的縫隙，木條較軟，不會損壞磚頭，這種加工方式十分快捷，且加工后木材較光滑。

由于木材質(zhì)地較軟，換做金屬或者較堅(jiān)硬的材料，我們便不能采用這種加工方式，會損壞鉆頭，并且無法平穩(wěn)加工，這使我們得出不同的材料要對應(yīng)不同的加工方式，否則將會損壞加工工具并且無法得到相對應(yīng)的加工效果。

3.伸縮桿的改進(jìn)

我們發(fā)現(xiàn)實(shí)物的制作并沒有想象中的簡單，畫出設(shè)計(jì)圖后卻有很多細(xì)節(jié)是我們無法完成的。于是我們將設(shè)計(jì)圖進(jìn)行一定的修改，最終采取可行的方法。

在設(shè)計(jì)過程中，原本我們打算用木材作為產(chǎn)品的唯一材料，使伸縮桿與連接件采用插接的方式連接，將兩個(gè)方形的位置對準(zhǔn)，用一塊相對應(yīng)形狀的木塊進(jìn)行插接，這種方式不僅制作困難，且木塊在多次使用之后容易脫落，改進(jìn)后制作變得更加簡單可操作。

我們發(fā)現(xiàn)即使面板收縮到抽屜一側(cè)，還是占用了部分過道的空間，于是我們又提出新的想法，設(shè)計(jì)一個(gè)連接件，使水平面板在不使用時(shí)可以垂直放置。但由于制作能力有限，這一想法最終沒能得以實(shí)現(xiàn)，說明限制因素還有很多，我們往往有了新的想法卻不能付諸實(shí)現(xiàn)，而我們的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新就是為了不斷提升自己的能力，不斷進(jìn)行自我突破。

4.金屬伸縮桿底部固定部分的改進(jìn)

我們原本將不織布作為金屬伸縮桿的底部固定部分的材料，由于不織布的材質(zhì)較軟，固定的強(qiáng)度不高，我們將固定部分的材質(zhì)改為木板，大大提高了金屬伸縮桿固定部分的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

經(jīng)過三次改進(jìn)，伸縮桿底部的固定件的強(qiáng)度得到了很大的提高，但產(chǎn)品的美觀方面依然有待加強(qiáng)，這說明在一次次改進(jìn)中，產(chǎn)品的性能會不斷的提高，也依然會出現(xiàn)許多新的問題等著我們?nèi)ソ鉀Q，我們需要在解決問題的過程中不斷學(xué)習(xí)，不斷提升自己的制作和思維能力。

五、編寫產(chǎn)品使用說明書

產(chǎn)品名稱：可伸縮調(diào)節(jié)的學(xué)生課桌輔助面板

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：木板（主題）、金屬伸縮桿（推拉處）、鐵片（連接件）。

使用方法：轉(zhuǎn)動(dòng)金屬伸縮桿并上下調(diào)節(jié)高度。

產(chǎn)品特點(diǎn)與功能簡介：可伸縮調(diào)節(jié)且始終保持水平作為本產(chǎn)品最重要的特點(diǎn)，我們在通過將伸縮桿與桌子有角度的連接，使面板始終保持水平狀態(tài)。

六、回顧與反思

在整個(gè)過程，我深刻認(rèn)識到創(chuàng)新實(shí)踐并不是一件容易的事。有了設(shè)計(jì)思路，并創(chuàng)作出設(shè)計(jì)圖后，卻不能十分完美地制作出實(shí)物，所以我們需要不斷地付出以及堅(jiān)定的意志，并且在一次次受到挫折后站起來，繼續(xù)自己的制作，才能收獲成功的喜悅。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧建軍.技術(shù)與設(shè)計(jì)1[M].南京：江蘇教育出版社，2009.

[2]嚴(yán)揚(yáng).產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)[M].黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1996.