李潮 崔承勛

摘 要：由于中國人口多，導(dǎo)致住房緊張，在一間小屋子里有時連吃飯的桌子在不用的情況下都得收起來，十分麻煩。本文設(shè)計了一款全自動可擴縮餐桌，只需對它語音控制，它就能自動打開桌子，將桌子的面積增大一倍多。省時省力，不需要將桌子來回拆卸。

關(guān)鍵詞：可擴縮;全自動;餐桌

一、序言

當(dāng)今社會房價不斷飆升，城市住房日益擁擠，家里的活動空間也是越來越小。一般家里的餐桌面積都較小，只夠坐4-5人。而當(dāng)家中有親朋好友來作客時，由于餐桌太小，一般都采用加一個大面積的桌板放在原有的桌子上的方法來解決。而大桌板較重，體積大，在狹小的房間里移動很不方便，并且由于長期放置，需要花費時間清洗，十分麻煩【1】。而本文針對這個問題，所設(shè)計的餐桌具有大桌和小桌兩種模式，用戶可以根據(jù)需要選擇不同的模式。兩種模式之間的切換也十分快速，只需要半分鐘的時間。兩種模式的切換只需要用戶對它進行語音控制即可，方便快捷【2】。

二、結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文所設(shè)計的餐桌有大小兩種模式，選定的木板厚度為2cm，大桌模式是在小桌模式的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，這樣可以降低成本，提高利用率。在小桌模式下，四塊扇形板拼合組成一塊圓形桌板，四塊扇形板可以在各自的滑槽內(nèi)進行移動，如圖1所示。在大桌模式下，由于要增大面積，小桌板的四個扇形塊沿著滑槽向拼合的反方向進行移動，原先小桌板所在的平面出現(xiàn)了類似于一個“十”字形的空隙，為了擴大面積，我們需要這種形狀的木板在小桌板所在的平面上與空隙完美貼合，從而增大桌板的面積。為了能組成這種形式的木板，又能在小桌模式下被隱藏起來，不妨礙用餐，我們將這種形式的木板分成兩個部分，在本文中分別稱為矩形塊和中心塊，如圖2，圖3。

四個矩形塊和一個中心塊在小桌模式下均被隱藏在小桌板的下面，其中矩形塊在中間層，距離小桌板背面3cm，中心塊在最底下，與矩形塊的背面距離為0cm，如圖4所示。在小桌模式下，桌子的整體厚度為9cm，不會影響到用戶的就餐。在大桌模式下，四個扇形塊沿著滑槽向拼合的反方向進行移動，隨后中間層的矩形塊沿著有一定傾斜角度的滑道向上移動，最后最底層的中心塊沿滑道豎直向上移動。當(dāng)全部移動結(jié)束后，桌板完美拼合，桌板的面積大大增加，如圖5所示。

三、傳動系統(tǒng)設(shè)計

（1）為了實現(xiàn)四個扇形塊能夠在滑槽內(nèi)進行移動，同時考慮到桌子整體的經(jīng)濟性問題，我們采用彈簧在壓縮狀態(tài)下將扇形塊彈開的方法，使其完成沿著滑槽向拼合的反方向移動的運動。對于扇形塊要完成沿著滑槽向拼合的方向移動，我們采用滑索一端與扇形塊相連，另一端通過滑槽上的孔以及滑槽一側(cè)的定滑輪與桌底中心立柱中的電機相連。通過電機的旋轉(zhuǎn)，拉動著扇形塊沿著滑槽向拼合的方向移動，移動到完美拼合的位置時，電機停止，并用可動插銷固定，避免彈簧彈開。四個扇形塊可由一個電機驅(qū)動，節(jié)約成本【3】。

（2）為了實現(xiàn)四個矩形塊能夠沿著傾斜滑道移動，我們采用絲桿螺母來實現(xiàn)運動。每個絲桿的頂端都有一個錐齒輪，而最底下有一個電機連接一個錐齒輪，電機帶動錐齒輪旋轉(zhuǎn)，錐齒輪與頂端的錐齒輪嚙合使旋轉(zhuǎn)運動傳遞到絲桿上，通過絲桿螺母從而實現(xiàn)了沿著傾斜滑道移動的運動，其上下移動只需控制電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)即可，驅(qū)動也由一個電機完成。

（3）為了實現(xiàn)中心塊能夠沿著滑道豎直上下移動，我們同樣采用絲桿螺母來實現(xiàn)運動，控制電機的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)和停止就可以實現(xiàn)中心塊與其他木板的貼合。

四、控制系統(tǒng)的設(shè)計

由前面所述，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運動需要四個電機來驅(qū)動，即扇形塊的驅(qū)動，矩形塊的驅(qū)動，活動插銷的驅(qū)動，中心塊的驅(qū)動。我們通過Arduino板編寫程序?qū)﹄姍C控制板進行控制，實現(xiàn)各個電機按一定的順序正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)或停止。同時，Arduino板可以連接一個語音模塊或wifi模塊，給Arduino板一個輸入信號，來實現(xiàn)語音控制或手機APP控制。

五、結(jié)語

通過這次的設(shè)計，我意識到創(chuàng)新設(shè)計的靈感可能就在一瞬間產(chǎn)生，而這一瞬間的靈感并非憑空出現(xiàn)，而需要你認真的思考，認真的想，一直往你想要創(chuàng)新或設(shè)計的方面上想。與此同時，創(chuàng)新設(shè)計的過程中要不斷地優(yōu)化自己的想法，使你的設(shè)計，創(chuàng)新更可靠，更經(jīng)濟，更容易實現(xiàn)。生活中肯定還有很多的創(chuàng)新和設(shè)計需要被創(chuàng)造出來，只要我們一直想，一直思考，社會會越來越好。

參考文獻：

[1]程濤.現(xiàn)代室內(nèi)設(shè)計與實務(wù).廣東科技出版社.1997.

[2]高志，黃純穎.機械創(chuàng)新設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2010：56.

[3]謝陽里.現(xiàn)代機械設(shè)計方法[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011：9.

作者簡介：

李潮，延邊大學(xué)工學(xué)院機械設(shè)計及其自動化專業(yè)，本科生.

通訊作者：崔承勛，延邊大學(xué)工學(xué)院機械工程系副教授，博士.