新型半自动柜门开关开发设计

1、第十届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛（省级竞赛专用）作品 申 报 书作品类别： 自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作a类 科技发明制作b类序号： 编码： 说 明1.申报者应在认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2.申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写a1或a2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写b1、b2或b3表。所有申报者可根据情况填写c表。3.表内项目填写时一律打印，严禁涂抹，涂抹作废。此申报书可复制。4.序号、编码由第十届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作

2、品竞赛组委会填写。5.学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文版），请以四号楷体打印在a4纸上，附于申报书后。字数在8000字以内（文章版面尺寸14.522cm）。6.各校申报省级竞赛的作品一式3份，按组委会规定的时间寄至或送达竞赛组委会秘书处。7.作品申报书须按要求由各市竞赛组织协调机构统一报送省组委会秘书处。8.其它参赛事宜请向本校竞赛组织协调机构咨询。9.寄送地址：沈阳市和平区北五经街21号第十届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛组委会秘书处。省级竞赛组委会秘书处联系电话系人： 王大可、郑延旭邮政编码：110003a2.申报

3、者情况（集体项目）说明：1.必须由申报者本人按要求填写；2.申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列；3.本表中的签章视为对申报者情况的确认，并由签章部门或个人承担相应连带责任；4.本表中尚无法填写的项目，请填“无”。申报者代表情况姓 名曹启武性 别男出生年月1985.07学 校辽宁石油化工大学专业年级实验0802班学 历本科学 制四年入学时间2008.9作品全称新型半自动橱柜系统开发设计毕业论文题目无通讯地址辽宁石油化工大学教育实验学院0802班邮政编码113001联系电作者情况姓 名性 别年 龄现学历所在学校程川川男24本科辽宁石油化工大学周发戚男

4、21本科辽宁石油化工大学刘秋红女22本科辽宁石油化工大学李楠女23本科辽宁石油化工大学周鹏男21本科辽宁石油化工大学资格认定校学籍管理部门意见以上作者是否为2010年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的省内高等院校中国籍专科生、本科生.硕士研究生或博士研究生。是 否 （部门盖章）年 月 日院、系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果 是 否 （签 章）年 月 日b3.申报作品情况（科技发明制作类）说明：1.必须由申报者本人填写；2.本表中的学校组织协调机构意见视为对申报者所填内容的确认；3.本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、实验数据、原理结构、外观图（照

5、片），也可附鉴定证书和应用证书；4.作品分类请按发明点或创新点类别填报，分类错误或分类不清视为无效作品。作品全称新型半自动柜门开关开发设计（ a ）a类/b类作品分类（a）a.机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控制、工程、交通、建筑等） b.信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） c.数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） d.生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健康、卫生、食品等） e.能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路；创新点、技术关键和主要技术指标1、日常生活中，我们经常需要打开柜门提取物品，而已经存在的柜门开关大多都是带

6、有把手的，长期使用会出现把手折断、清洗麻烦的现象。如现有的各种橱柜柜门把手，除折断外，还会不可避免的留下难以去除的油污，给人们生活带来不便。那么，需要设计一种只需轻磕柜门就能实现柜门开关动作的新型半自动开关，这样免除了老式柜门把手清洗、替换的工作，而且使用起来更加方便舒适。而已应用的可实现上述功能的装置是磁碰，磁碰需要使用永磁体，易退磁，既增加了成本，又不能保证工作的可靠性。而且在柜门长时间关闭的状态中，柜门上的铁块会被磁化，不能实现自动开门。由于其自身结构的原因，只能适用于玻璃门这种场合，不适合木制柜门，且不能用力过度。为了克服磁碰的上述缺点，我们设计了一种较磁碰结构简单，价格低廉，工作可靠

7、，可以适用木制柜门，且可承受比较大的冲击力的新型半自动柜门开关。2、基本思路：柜门的开关两个动作都是依靠推动柜门来实现。如果将柜门及其上触碰构件视为原动件，将柜内实现锁扣动作的构件称为从动件。 图1 结构图 这两个构件需要实现的运动可分解为如下图所示：3、创新点：(1)、为柜门等木质门窗半自动开关提出了一种全新机构，填补了这方面的空白；(2)、全机械式，可以承受比较大的冲击，工作稳定可靠；(3)、可以实现模块化、集成化生产，从而提高精度、减小结构尺寸，只需微动就可以实现全部功能。4、关键点：关门时，推进柜门，弹簧接触并推动左传动滑块运动，与两传动滑块固结的连杆推动定位滑块运动，使其与锁扣滑块分

8、离，锁扣与锁扣滑块相结合，完成关门动作；开门时，推进柜门，弹簧接触并推动右传动滑块运动，与两传动滑块固结的连杆推动定位滑块运动，使其与锁扣滑块结合，锁扣与锁扣滑块分离，完成开门动作。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）通过市场调研，在一些家具设备中，比如橱窗，书柜之类，磁碰也能实现此功能。与之相比，我们所设计的新型半自动柜门开关巧妙地运用了滑块机构、锁扣和柔性顶针等结构，结构简单，价格低廉，工作可靠，为木制柜门开关提出了一种全新机构，填补了这方面的空白。全机械式，可以承受比较大的冲击。同时，只要用手或脚轻

9、磕就可以实现柜门的开关，免除了普通柜门把手的清洗、替换工作，更具人性化，减轻了人们的劳动负担。参考文献【1】过程设备机械设备潘红良，郝俊文 华东理工大学出版社 isbn：7562818983【2】机械设计及实例解析李树春，张瑞乾，苏功鹤 机械工业出版社 isbn：9787111188971【3】工程力学赵晴 机械工业出版社 isbn: 9787111266075【4】工程材料与机械制造基础陶亦亦，潘玉娴 化学工业出版社 isbn:750258156【5】机械原理张春林 高等教育出版社 isbn:7894890677【6】机械设计基础 李国斌 机械工业出版社 isbn：978-7-111-288

10、97-8【7】机械加工实用技术手册 江苏科技出版社isbn：978-7-5345-6117-7 【8】机械加工基础 机械工业出版社isbn：978-7-111-23873-7 【9】简明机械加工工艺手册 机械工业出版社isbn：978-7-111-22568-3 【10】机械加工基础理论 山东科技出版社isbn：7-5331-4544-5作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶 段（ a ）a 实验室阶段 b 中试阶段 c 生产阶段d （自填）技术拟转让方式作品可展示的形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的

11、技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测工作流程：（1）、关门，这时需要一种装置来扣住柜门，使柜门能处于被关闭状态。而用来实现锁扣柜门的构件的原动力需要由关门的动作提供。这样也就要求在柜门内表面有一个可以用来实现锁扣动作的构件。（2）、开门，这时是需要再次推进柜门，这个动作必须具有将刚才的锁扣解开的功能。解开锁扣的能量也需要由开门的动作提供。（3）、弹门，这个动作只需要一个具备弹簧功能的构件就可以实现。这个构件最好是铰链，然而现在市场上还没有这种铰链。这也为新型铰链的生产制造提供了市场。作为一种全新产品，我们的设计免除了老式柜门把手的清洗、替换工作，使

12、柜门的开关更加方便舒适；不仅可以应用于橱柜门，也可应用于家庭其它木质门窗；在实现模块化、集成化加工生产后，可以提高精度、提高工作可靠度，减小结构尺寸，使结构更加紧凑，从而降低成本。基于上述原因，加上此类新型半自动柜门开关目前在市场上处于空白，故该机构必将具有非常广阔的市场应用前景。专利申报情况 提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日 已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日未提出专利申请学校组织协调机构意见（可相关部门分别盖章，也可团委代章）年 月 日学校意见（签 章）年 月 日c当前国内外同类课题研究水平概述说明：1.申报者可根据作品类别和情况填写；2.本栏目为可选项，若填写将有助于

13、评审。目前国内外也有一些类似功能的开关，如内藏式柜门开关，包括柜门、柜门开关，其特征在于柜门开关设置在柜门的内面，在柜门开关旁的柜门上设有凹槽。但其结构较为复杂，为制造带来不便。另外市场上还有一种组合式柜门开关，它包括设置的柜门上的开关面板、外层旋转手柄和内层旋转手柄组成；该开关面板上设有手柄槽，外层旋转手柄由中空的外层旋转轴、外层旋转轴一端的手柄部和外层旋转轴另一端外设置的外层转换凸轮构成；该手柄部嵌入手柄槽中；该内层旋转手柄由内层旋转轴、内层旋转轴一端的手柄部和内层旋转轴另一端外设置的内层转换凸轮构成；该内层旋转手柄的手柄部嵌入到外层旋转手柄的手柄部，该内层旋转轴套入中空的外层旋转轴中，该

14、内层转换凸轮同心设置在外层转换凸轮的一侧。它主要解决现有开关扣和扣孔的柜门开关结构，只能单一锁扣，若设置多重锁扣会影响柜门美观的问题，同时机械装置复杂，使用起来不是特别方便，且制造成本较高。而常用的磁碰设备开关，需要使用永磁体，易退磁，既增加了成本，又不能保证工作的可靠性。而且在柜门长时间关闭的状态中，柜门上的铁块会被磁化，不能实现自动开门。由于其自身结构的原因，只能适用于玻璃门这种场合，不适合木制柜门，且不能用力过度，适用范围较窄。d.推荐者情况及对作品的说明说明：1.由推荐者本人填写；2.推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦

15、可）；3.推荐者填写此部分，即视为同意推荐；4.推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓名邓子龙性别男年龄45职称副教授工作单位辽宁石油化工大学通讯地址辽宁石油化工大学机械学院机电系邮政编码113001e-联系电荐者所在单位意见 （签 章） 年 月 日请对申报情况的真实性作出阐述对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出评价其它说明d.推荐者情况及对作品的说明说明：1.由推荐者本人填写；2.推荐者必须具有高级专业技术职称，并是与申报作品相同或相关领域的专家学者或专业技术人员（教研组集体推荐亦可）；3.推荐者填

16、写此部分，即视为同意推荐；4.推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份的确认。推荐者情况姓名任建民性别男年龄46职称教授工作单位辽宁石油化工大学通讯地址辽宁石油化工大学机械学院邮政编码113001e-联系电荐者所在单位意见 （签 章） 年 月 日请对申报情况的真实性作出阐述对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景作出评价其它说明目录1.问题提出32.问题分析33.设计过程43.1设计思路43.2设计原理43.3工作流程63.3.1关门73.3.2开门84.结论及尚存在的问题115.参考文献11致谢13 新型半自动柜门开关开发

17、设计摘要：日常生活中，柜门开关占着极为重要的作用，而人们对开关的要求也越来越高。目前已应用的开关和磁碰设备只满足开启、关闭的基本要求，但磁碰需要使用永磁体，易退磁，既增加了成本，又不能保证工作的可靠性。而且因为其自身结构的问题，只能适用于玻璃门这种场合，不适合木制柜门，且不能用力过度。为了克服磁碰的上述缺点，我们设计了一种结构简单，价格低廉，工作可靠，可以适用木制柜门，且可承受较大冲击力的新型半自动柜门开关。如果将其应用在橱柜设备中，可避免烹调过程中橱柜留下难以去除的油污，能更大地满足人性化需求。我们所设计的新型半自动柜门开关的开关两个动作都是依靠推动柜门来实现的。设计中利用了弹簧、锁扣滑块、

18、定位滑块传动滑块、连杆、柔性顶针、锁扣和柱销【1】等结构，全机械化运作，简单方便。如果将柜门及其上触碰构件视为原动件，将柜内实现锁扣动作的构件称为从动件，当原动件作用时，通过传动系统【2】带动从动件的运动，实现柜门的开关。关门时，推进柜门，弹簧接触并推动左传动滑块运动，与两传动滑块固结的连杆推动定位滑块运动，使其与锁扣滑块分离，锁扣与锁扣滑块相结合，完成关门动作；开门时，推进柜门，弹簧接触并推动右传动滑块运动，与两传动滑块固结的连杆推动定位滑块运动，使其与锁扣滑块结合，锁扣与锁扣滑块分离，完成开门动作。弹门过程中，这个动作需要一个具备弹簧功能的构件，最好是铰链【3】，然而现在市场上还没有这种铰

19、链，这就为新型铰链的生产制造提供了市场。这种开关也为柜门等木质门窗半自动开关提出了一种全新机构，填补了这方面的空白，有很高的实用性，具有较广阔的应用前景。关键字：半自动；柜门开关；全机械化运作；传动系统；人性化abstract: daily life, cupboard door switch accounted for a very important role, and the requirements of switch people more and more is also high. currently has already been used switches and magn

20、etic touch equipment only satisfies the basic requirements of open and close, but magnetic touch need to use, easy to permanent magnet demagnetization, which increased the cost, and cannot guarantee the reliability of the work. and because of its structure, only applicable to glass doors this occasi

21、on, not suitable for wooden cupboard door, and cannot excessive force. in order to overcome the disadvantages of magnetic touch, we designed a kind of simple structure, the price is cheap, reliable work, can apply wooden cupboard door, and can withstand greater impact of new semi-automatic cupboard

22、door switch. if applied in ambry equipment, can avoid cooking process ambry is smeary, leave hard purify can be more greatly satisfy the humanized demands. we design the new semi-automatic cupboard door switch switch all rely on two movements to realize push cupboard door design were used in spring,

23、 lock slider, positioning the slider transmission slider, connecting rod, flexible thimble, lock and dowel pin structure, simple and convenient operation, the mechanization. if the cupboard door and touch component as the original move pieces, will realize lock action which the component is called f

24、ollower, when the original move a effect, through the transmission system of driven follower motion, realize the switch cupboard. when closing, promote cupboard door, spring contact and promote left transmission slide motion, and two transmission slider consolidation of link promote positioning the

25、slide motion, and the lock slider separation, lock and lock slider unifies, complete closed action; open the door, promote cupboard door, spring contact and promote right transmission slide motion, and two transmission slider consolidation of link promote positioning the slide motion, and the lock s

26、lider union, lock and lock slider separation, complete open action. the door process, this action requires a suitably spring function components, had better be hinge on the market now, but doesnt have the hinge, this is the new hinge manufacturing provides market. this switch cupboard door window fo

27、r such woodiness semiautomatic switches forward a new institution, fill the blank, has high practical, has a wide application prospects. key words: semi-automatic; cupboard door switch; all the mechanization operation; transmission systems; humanized 1.问题提出日常生活中，我们经常需要打开柜门提取物品，而已经存在的柜门开关大多都是带有把手的，长期

28、使用会出现把手折断的现象。如现有的各种橱柜柜门把手，除折断外，还会不可避免的留下难以去除的油污，给人们生活带来不便。那么，是否能设计出一种只需轻磕柜门就能实现柜门开关动作的新型半自动开关，这样免除了老式柜门把手清洗、替换的工作，而且使用起来更加方便舒适。2.问题分析 通过市场调研，还没有发现能实现上述要求的开关。不过，在一些家具设备中，比如橱窗，书柜之类，已经有一种装置能够实现上述功能，它就是磁碰。而磁碰装置设计的柜门也存在许多缺点，它需要使用永磁体，而永磁体在经过一段时间之后会自动退磁，这样既增加了成本，又不能保证工作的可靠性；在柜门长时间关闭状态中，柜门上的铁块会被磁化【4】，如果需要开门

29、，不能实现自动开门；由于其自身结构的原因，磁碰只能适用于玻璃门场合，不适合木制柜门且不能用力过度。 经过上述分析，我们想到要设计一款新型的、人性化的、经济的半自动【5】的柜门开关。3.设计过程3.1设计思路 半自动柜门开关需要结构简单，价格低廉，工作可靠，并且适用于木制柜门，还可以承受比较大的冲击力等特点。为了实现上述功能，我们选择以下机械装置来实现(1)关门，这时需要一种装置来扣住柜门，使柜门能处于被关闭状态。而用来实现锁扣柜门的构件的原动力需要由关门的动作提供。这样也就要求在柜门内表面有一个可以用来实现锁扣动作的构件。(2)开门，这时是需要再次推进柜门，这个动作必须具有将刚才的锁扣解开的功

30、能。解开锁扣的能量也需要由开门的动作提供。(3)弹门，这个动作只需要一个具备弹簧功能的构件就可以实现。3.2设计原理 柜门的开关两个动作都是依靠推动柜门来实现。如果将柜门及其上触碰构件视为原动件，将柜内实现锁扣动作的构件称为从动件【6】。这两个构件需要实现的运动可分解为如下图所示：3.3工作流程：通过对该机构需要实现的运动进行分析之后，我们设计了如图（1）所示结构的装置。图1 装置结构图 柔性顶针和锁扣固定在柜门内表面，其他构件固定在或通过滑道固定在柜底层。柔性顶针前端具有凹槽，锁扣滑块中部开有朝向定位滑块的凹槽，右向端部被加工成楔形。锁扣的前端部有与锁扣滑块端部方向一致的楔形槽。3.3.1关

31、门 当第一次关上柜门时，如图2所示。图2 关门动作1示意图将同时发生以下动作：(1)柔性顶针带有凹槽的前端推动传动滑块2向里移动；柔性顶针发生弯曲；(2)连杆在传动滑块2的驱动下作平面运动。连杆通过柱销1推动传动滑块1向外移动，同时通过柱销3推动定位滑块向里移动。(3)定位滑块向里移动一定位移后，其前端部脱离锁扣滑块的凹槽，锁扣滑块就会在弹簧1的推动下向右移动。在弹簧1的推力作用下，锁扣滑块右端部将紧压锁扣。(4)这次运动中，柜门将被推到与柜紧贴为止，最后传动滑块1的尖端运动到最低点。经过关门动作1之后，人手离开柜门，柜门将在弹簧2的作用下向外运动。此即关门动作2，如图3所示。图3 关门动作2

32、示意图将发生以下运动：(1)锁扣滑块右端部始终与锁扣紧贴，当具有楔形面的锁扣滑块右端部进入到锁扣前端的凹槽之后，柜门将停止向外的运动。(2)在锁扣滑块与锁扣之间发生上述运动的同时，柔性顶针也会随着柜门向外运动，它的前端部将脱离传动滑块2的前端尖部，同时整个长度恢复到直线形状。(3)前端部正好与传动滑块1的前端尖部相对。为下一步的开门动作做好准备。(4)至此，柜门将完全进入关闭状态。3.3.2开门 在需要打开柜门的时候，将进行如图4所示动作。图4 开门动作1示意图柜门在人手的推动下向里运动，此时柔性顶针将推动传动滑块1向里运动，在这个时间内，将发生以下动作：（1）柔性顶针推动传动滑块1向里移动，柔性顶针发生弯曲变形；（2）传动滑块1通过柱销1驱动连杆作平面运动；（3）连杆通过柱销2推动传动滑块2向外移动，同时通过柱销3推动定位滑块向外移动；（4）在上述运动的同时，锁扣也向里运动，因为锁扣与锁扣滑块接触面为楔形【7】，所以锁扣滑块会在锁扣的推动下向左运动，直至其中部开口凹槽正对定位滑块前端部。（5）这样，在柜门的继续推动